物理化学(共9篇)
1.物理化学 篇一
数学物理,学好很容易
掌握规律,并熟练运用这些规律
很多学生反映数学和物理难学,不知道怎样提高数学和物理的成绩。
北京101网校专家认为,其实,数学和物理不是很难学,学习数学和物理肯定要做很多题目,但是要明白做题的真正目的是总结解题规律和解题方法,然后运用这些规律去解决新的问题,不断总结各类题型的解题规律和解题方法是学好的关键,如果我们能有现成的解题规律,并能够熟练运用这些规律,数学和物理就能够轻松学好。如何寻找到这些解题规律和方法呢?
北京101网校的名师,可以帮助学生学好数学和物理。因为101网校的课程是名师的总结提高课,网校课堂上老师会按知识点讲解相应的例题,而且每个类型的例题老师都会给出解题思路分析,解题方法总结、同类题目的思考突破口等详细讲解,同学们只要记住这些规律,再遇到相同类型的题目时就会举一反三了,同学们听101网校数学和物理的名师面授,再做相应的练习题目,数学和物理成绩就会很快提高上去。高一有个学员叫李诗诺,使用101网校4个月,数学成绩就由不及格冲天一跃提高到125分。咨询电话:80997101***
2.物理化学 篇二
要全面达到物理化学实验课程的培养目标, 一个合理的客观的和可以量化操作的考核、考试和成绩评定方法是十分必要的。近年来, 我们一直采用取平均平时实验考核成绩作为物理化学实验成绩的方法, 没有对学生的本门课程进行专门的考核、考试, 实际效果表明这种方法存在一些不足之处, 造成学生对实验有敷衍的嫌疑。
我们物理化学实验考核改革提出“平时实验成绩的成绩评定+实验技术操作考试+笔试”模式。如果我们对学生从预习到实验操作、实验报告、笔试的每一个环节都按要求规范执行到位, 形成了严谨、高要求的风格, 我们的学生将会逐届逐届地提高对物理化学实验课程的重视程度、从而提高培养自己动手能力的主动性, 进而在不断动手过程不断地思考才能实现创新能力的培养。
预习环节对顺利完成实验至关重要, 学生通过预习应该了解该实验的整体思路是什么, 实验设计的关键是什么, 最容易对实验产生误差的步骤有哪些, 怎样的操作策略可以尽量减少误差, 实验中的主要注意事项等等。由于物理化学实验仪器台套数的限制, 我们同一个实验不可能同时开出满足一个专业的组数, 使得我们的实验一直按照每个班级分批次同时开出4~6个实验, 在4~6周内完成一个循环的模式。这样使得我们的实验内容安排与物理化学理论课程内容进度不可能保持一致, 部分学生的部分实验内容是先于理论课接触, 使得他们在预习时对实验原理部分必须先自学而学习效果就可能较差一些。我们学生目前的预习现状是, 在实验前将原本是实验报告的内容提前完成前面实验目的、实验原理、实验步骤等内容, 这种方式也许没错, 但是我们的预习要求有没有达到呢?从我们之前的预习检查来看, 效果是不好的。现在, 我们在这一环节进行改革, 上理论课的老师要配合实验教学, 在上课之初、就要将我们预先设计的思考题交给给学生, 让学生提前写独立的预习报告, 内容只包括对预习思考题的理解与解答和实验方案两部分。
以实验“纯液体饱和蒸气压的测量”的预习思考题的设置为例:
1.请介绍本实验的“体系”和“环境”?
2.从相律分析, 为什么平衡温度确定后, 其相应平衡数据也确定?
3.测定过程中, 每次加入环己烷或乙醇的量是否应严格按记录表规定的精确值来进行?
4.作环己烷-乙醇标准溶液的折光率-组成曲线的目的是什么?
5.本实验为什么要求温度保持几分钟恒定不变后才可停止加热?为什么要在降温10℃后才取样分析?
6.沸点仪中的小球D (气相冷凝液) 的体积过大对测量有何影响?
7.如何判定气—液相已达到平衡?收集气相冷凝液的小球的大小对实验结果有无影响?
8.在测定中, 溶液过热或分馏不彻底将使得到的相图图形发生什么变化?
9.测定纯环己烷和乙醇的沸点时, 为什么要求蒸馏瓶必须是干燥的?测混合液沸点和组成时则可不必将原先附在瓶壁的混合液绝对弄净, 为什么?
10.平衡时, 气液两相温度应该不应该一样?怎样防止有温度差异?
11.我们测得的沸点与标准大气压的沸点是否会一致?
12.我们的沸点仪实验装置还可以来完成什么实验研究?
如果我们的学生能正确地解答上述问题, 他们一定细致地预习了实验内容或查阅了相关的知识, 对要做的实验的原理和步骤有相当全面的了解, 如果有个别问题没有弄懂也没关系, 但要在预习报告上做好标记, 这样会使得他们做实验时更有针对性, 印象更深刻。老师在上课前十分钟对学生预习情况进行检查, 杜绝少数学生不动脑筋照抄其他同学预习报告的现象。
平时实验成绩是物理化学实验课成绩的一个重要组成部分, 能在较大程度上反映出学生对物化实验的基本方法和实验技术的掌握情况以及动手能力的高低。而合理的、规范的量化考核标准显得尤为重要, 如果仅根据实验结果和实验报告以及在实验中对学生的大致印象给分等情况, 都将降低平时实验成绩的客观性和准确性。要切实做好平时实验成绩考核对老师提出了更苛刻的要求。
我们在这个环节进行改革, 将实验操作分成若干个计分点, 按百分制给出扣分标准, 以实验“纯液体饱和蒸气压的测量”的实验操作评分细节为例:
实验操作 (100分)
由于上课的老师一人要考核八组学生的每个细节操作几乎是不可能的, 所以我们提出在实验过程中老师按评分细则给学生计分的同时、每组学生都持有一份评分细则, 在进行自我约束的同时, 面对面的两组学生相互监督, 给对方打分, 不断地提高实验操作水平和养成良好的实验习惯, 这对我们的将要进入化学相关行业的学生来说是非常重要的。
操作考试考核如果要以人盯人的形式完成的话必然要产生相当多的工作量, 然而我们不能以减少学生的实验个数来进行专门的操作考核, 所以我们建议这部分内容融入到规范加强平时操作考核当中去。
笔试的涉及面较广, 考核的内容较全面系统, 有的观点认为笔试不能反映出学生的动手能力和分析解决实际问题的能力, 这是片面的, 之所以没反映出学生的能力与老师怎么出题有很大关系。我们应该一方面对实验相关基础知识的内容进行考核, 另一方面, 我们要对实验操作关键细节进行考核, 这其实也在一定程度上弥补了操作过程评分偶尔欠公平的缺点。
结语
为了全面达到物理化学实验课的培养目标, 我们提出以激发学生思考、促进学生主动学习、提高学生创造力为目标的实验成绩考核方案, 该方案具有量化和可操作性的特点, 加强了平时实验过程的严格系统的训练, 注意到学生知识技能的积累和综合能力培养的相关性, 能较全面和客观地衡量学生达到物理化学实验课培养目标的程度, 有利于更好地调动学生的主观能动性, 更好地发挥教师的主导作用, 提高实验教学质量和学生们的综合能力与科学素质。
摘要:本文指出了近年来我校物理化学实验考核中存在的一些不足, 提出了物理化学实验考核改革的方法, 关键在于加强学生实验课程学习中的每一个细节, 预习检查、操作规范、报告撰写环节都严格要求、执行到位。实验过程中始终要求学生做到反复动脑与动手相结合, 为培养具有创新能力的大学生起到积极的作用。
关键词:物理化学实验,考核改革
参考文献
[1]陈联群, 黄辉, 雷光东, 阮尚全, 覃松。物理化学实验考核、考试的改革, 内江师范学院学报, 20003, 18 (4) 70-73。
[2]黄梅莉。浅谈物理化学实验教学对学生创造能力的培养, 河北大学学报 (自然科学版) 1999, 19, 增刊, 39, 41。
[3]王保玉, 薛丽平, 凌勋利, 李云平, 张俊, 李森兰。物理化学实验教学改革研究, 洛阳师范学院学报, 2008, 2, 124-126。
3.浅谈《物理化学》汉英双语教学 篇三
关键词:双语教学;教学实践;课程体系;教育国际化
双语教学是培养具有国际竞争能力的人才的需要,随着英语应用和交流机会的日益增多,其重要性和迫切性日益显现。双语教学在《物理化学》教学中具有十分重要的地位,为了适应我国加入WTO后日益广泛的国际交流需要和教育国际化的趋势,为保障高校青年学生能够在广阔的国际视野下学习、研究、交流和贡献,高校非常有必要积极探索《物理化学》双语教学工作。
一、《物理化学》双语教学对促进教学工作、提高教学质量具有重要的作用和意义
1.可以促进学生语言能力的提高
用教学语言来促使外语语言能力提高,是双语教学的优点之一。双语教学使学生通过对教学语言的感受来达到提高外语水平的目的,学生在努力弄清教师在课堂上所讲内容的同时,外语听力和外文知识将在有意与无意之中得到强化。
2.解决在高校中长期存在的“学”与“用”脱节的问题
在双语教学中,可以采用外国原版《物理化学》教材。国外教材突出的特点是实用性强,并且配以大量案例;通过对案例的分析,学生能提高分析问题、解决问题的能力。高校实行双语教学是培养具有国际竞争能力的人才的需要,对提高学生的综合素质具有一定帮助。
3.能够促进教育的规范化和国际化
开展《物理化学》课程的双语教学有利于高校教育与国际接轨,为学生的发展奠定良好基础,使所培养的学生将来能够更好地融入国际社会,能够和国际社会顺利进行交流与合作。
二、《物理化学》双语教学中应该注意的几个问题
1.更新教学理念与方法
以“授人以渔”的思想施行启发式教学;针对不同教学内容采用灵活多样的教学方法;将现代教育技术与传统教学手段有机结合,培养学生的创新思维和创新能力。这些方法不仅能够使学生提高英语水平,增强学生直接利用英语从事学习和初步研究的能力,而且使学生在思维方式和创新意识方面均有提高,满足国家、地方和学生自身发展的需要,培养学生国际交流合作能力,便于学生日后进入全球科技领域的国际交流。
2.建设适应双语教学的师资队伍
专业知识及授课经验是双语教师的必备条件。专业知识欠缺、授课经验不足,将不能很好地使学生获得学科知识。外语能力则是双语教师素质之关键。双语教师的外语不过关,必将误导学生,所以双语课程的建设要将师资队伍建设放在第一位。
课堂教学是教学多个环节中最重要的一环,课堂教学的效果往往取决于教师的教学水平。教师的英语口语能力、教学观念和对教材内容的把握都體现出教师必备的素质。因此实施双语教学的关键是必须要有能够运用双语进行教学的师资队伍,解决好师资队伍问题,才能够有一个扎实稳固的基础。
3.完善双语教学资源体系
课程建设的重要内容是教学资源体系的建设和积累,目前双语教学面临的普遍问题就是教学资源严重缺乏,为此需要边实践边建设,在双语教学教材、教学课件和试题库及考核方式等方面进行探索与实践。要认真制定教学方案、教学计划和教学大纲,创建人才培养的课程体系和教学内容,完善教学课件和试题库。课堂教学无法离开教材,控制好教材的内容是课堂教学效果好坏的一个非常重要的方面。要通过对外文原版教材的选择与翻译,对现行教材通用但过时的一些实例进行更新,并且要对最新研究成果以及研究领域的前沿内容进行认真的选择与浓缩。
一般来说,为了避免“洋泾浜式”英语,大多数人都主张使用英文原版教材,因为直接使用英文原版教材,学生能够接触到地道的英文表达方式,其效果是显而易见的,尤其是在双语教学的高级阶段。目前,《物理化学》课程的双语教学选用的英文原版教材主要有:(1)A.W.Adamson,A Textbook of Physical Chemistry,3rd Ed.1986;(2) R.J.Silbey,R.A.Alberty,Physical Chemistry,3rd Ed.John Wiley &Sons,Inc.2000;(3) IRA.N.Levine,Physical Chemistry,5th Ed.2001;(4)P.W.Atkins,Physical Chemistry,7th Ed.Oxford University Press,2002,这些教材都多次再版并在英美高校中被普遍使用。
4.探索与课程相适应的教学方法
双语教学效果很大程度地受限于学生的英语水平,很难同时兼顾具有高英语水平和低英语水平学生的共同兴趣,也比较难以同时满足英语程度存在巨大差异的学生对课堂上使用中英授课语言的不同要求。需要遵循教学规律,按照学生实际接受能力循序渐进安排中英文授课比例,灵活调整课堂授课方式,完善注重学生能力评价的课程考核体系,达到双语教学的目标和效果。
要及时在对实践结果的阶段性总结下对课程体系、教学内容、教学手段等进行不断完善。教师应该要熟悉各种版本的《物理化学》教材,择优录用,并且要把握好教材的重难点,因为重难点是控制课堂教学的关键,能够决定教学效果的优劣。教师还应该懂得权衡轻重,对教材进行增删,不能把教材内容不分轻重地全部教授给学生。还有一点比较重要的是,教师应该尽量使用通俗易懂的词汇对教学中的重难点内容加以讲解,避免学生因为听不懂而导致产生厌学心理。
此外,教师应该注意加强师生之间的情感交流,不但要控制好自己的情绪,还要随时关注学生的反应,当有学生似乎听不懂时应该及时重复或用汉语再次讲解;课后应该及时与学生进行交流,征求学生对上课情况的评价和意见,以便改进。
三、《物理化学》双语教学探索需要得到学校的高度重视和大力支持
学校对《物理化学》双语教学探索必须特别重视,在人力、财力、物力上都能够给予大力支持,以保障《物理化学》双语教学探索的顺利完成。为了使双语教学工作能够制度化和规范化,学校应该实行依制管教、依制促教,建立起双语教学制度的完善保障体系,并提供相应的资金资助。此外,《物理化学》双语教学课程的教学探索方案还必须能够获得相关教学部门的政策支持。
学校应该允许教师将教学探索工作量折算成教学工作量,使教师有足够的时间进行教学探索和实践。学校应该通过开展双语课程建设,使一些优秀教师愿意投身于双语教学改革,以有力地推动师资队伍结构的优化、教学内容的更新、教学方法和手段的不断创新。
学校应该有计划有组织地举办教师英语教学培训班,滚动培训以便于储备后备师资力量,并为《物理化学》双语课程师生尽量提供出国和学习、交流、培训的机会。同时,为提高《物理化学》双语教学成效,学校应该经常邀请一些外籍教师来校进行双语教学的指导工作,并争取逐年扩大规模。建立双语教学名师表彰制度,对积极承担双语教学任务、注重双语教学改革与实践、以及双语教学效果好的教师予以表彰。
四、结论
双语教学是培养新世纪高层次人才的非常重要的一种教学方法,它的出现是我国教育与国际社会接轨的一种必然现象,是培养新世纪人才的客观需要。双语教学的目的是为了使我国高等教育能够紧跟上世界科技发展进程、培养学生能够利用外语进行可持续发展的能力,所以双语教学的作用和意义是不言而喻的。当然,双语教学需要在教学实践中反复探索改进才能取得理想效果,才能提高学生的英语综合应用能力。双语教学在教学实践探索中仍然存在诸多因素,影响着双语教学的质量和双语教学改革的成败。
参考文献:
4.物理化学实验心得 篇四
朱健
这次的实验都是以我们学生自己为核心,强调的是学生的主动性,我们的每一个实验都是认认真真的完成,一学期下来,感觉收获颇多。
首先,这实验自主性很强,合作性强。实验是分成小组进行,加强了我们的合作能力,每次遇到问题,我们小组都会一起讨论,正因为每个人的思维方法和观点不一样,综合大家的看法我们最后可以得到一个最合理的解决方法和结论。所以我们是在讨论中学习,在讨论中进步的。.我们这一组的是原电池电动势的实验,不时地会出现一些问题,例如电路出现断路,工作电源电动势过于太小等都会造成检流计的偏转出现问题,导致实验不能顺利进行,我们会根据已知的原理和知识,一一进行排查,找到处错误的地方,这样我们清晰地体会到了书本上的实验原理。老师也会经常的我们提供指导,她经常教育我们要在错误中去学习、进步。这一点我深切地体会到了。
其次,提高了我们的数据处理能力。物理化学实验在处理数据的时候基本上会用到Origin作图,这个软件我们从来都不曾接触过,经过十八个物理化学实验,我们已经熟练地掌握了这个软件。还有就是加强了excel的数据处理能力和word的基本操作。
再次,加强了我们的教学能力培养。老师采用的这中轮流进行各小组相互讲课方式,给我们提供了一次锻炼的机会,因为我们是师范生,有利于我们教学能力的培养。在给其他小组讲课的过程中,不但
加深对本组实验的理解,还加深了同学之间的感情。
5.物理化学课程教案 篇五
化学动力学基础
(二)教学目的与要求: 使学生了解和掌握化学反应速率理论发展的动态,两种速率理论的具体的内容,基本思路及其成功和不足之处。
上一章介绍了化学动力学的基本概念,简单级数反应的动力学规律和等征,复杂反应的动力学规律,温度对反应速率的影响以及链反应等,同时还介绍了反应机理的一般确定的方法,在这一章中,主要介绍各种反应的速率理论。
重点与难点: 反应速率理论的基本假定和一些基本概念,基本结论:阈能,势能面,反应坐标,能垒高度,以及阈能,能垒高度等与活化能的关系等。
§12.1 碰撞理论
碰撞理论的基本假定
碰撞理论认为:(1)发生反应的首要条件是碰撞,可以把这种碰撞看成是两个硬球的碰撞;(2)只有碰撞时相互作用能超过某一临界值时才能发生反应,化学反应的速率就是有效碰撞的次数。
双分子的互碰频率
设:要发生碰撞的两个分子是球体,单位体积内A分子的数目为NA,B分子数为NB,分子的直径为dD和dB,则碰撞时两个分子可以接触的最小距离为dABdAdB/2。
当A、B两个分子在空间以速度vA,vB运动时,为了研究两个分了的碰撞,通过坐标变换,可以把两个分子的各自的运动变换为两个分子重心的运动(质量为MmAmB)和 质量为(m1m2)/m1m2的假想粒子以相对速度vr的相对运动。此时两个分子的运动的能量可以表示为:
11112222Em1v1m2v2(m1m2)vMvr2222
式中vM为分子的质心的运动速度。由于分子的质心的运动和分子碰撞无关,可以不予考虑。而两个分子的平均相对运动速度为
vr 碰撞频率为
8RT
由此可以得到A,B分子的,相同分子之间的碰撞频率为
2ZAAdA2ZABdAB8RTNANB8RT22NA2dA A、B两个分子相互碰撞过程的微观模型
几个基本概念:
碰撞参数:通过A,B两分子的质心,而与相对速率平行的两条直线的距离
RT2NAMA
b称为碰撞参数。
碰撞参数描述了两个分子可以接近的程度,两个分子要发生碰撞的条件
dAdBdAB2
0≤ b ≤
2碰撞截面: CdAB,凡是两个分子落在碰撞截面内才能发生碰撞。
1ur2碰撞时两个分子相互作用能:分子的相互移动能2在碰撞时两个分子的质心连线的分量是两个分子的相互作用能。
在反应过程中,只有超ε δ过某一规定值ε
c时,碰撞才是有效的,εc称为反应的阈能或临界能(对不同的反应,ε,故发生反应的条件为 c不同)
12vrcosc εr‘≥εc
22ur2dABb2cos()d2dABAB因为22br12dAB
b2或ε‘(1-r(dAB2)≥εc
从上式可以看出,要满足碰撞时的相互作用能不小于εc,对相对移动能和碰撞参数都有限限制的条件。对某一εr,要使上式满足的碰撞参数为br,则有
br(1r2)cdAB br2dAB2(1c)r 或
当ευ 一定时,凡是b ≤ br 的所有碰撞都是有效的。据此,定义反应截面
rbr2dAB2(1c)r
对一定的反应来说,ε变,所以σδ是ε
δ
υ一定,br随ε
δ
而的函数,(也是ur的函数)可
以用左图表示反应截面与相对动能的关系。
微观反应与宏观反应之间的关系(有效碰撞分数的求算)
如果研究一个分子和其它为数众多的分子的相对速度,会有无数个相对速度,并呈现一定的分布,这种分布也可以用麦克斯韦速率分布公式表示,即
dN(ur)322u4N()urexp(r)dur2kT2kT
将εδ=(1/2)μur2代入上式,可以得到相对动能的分布公式
1dN(r)213212()exp()NdkT kT上式的意义是,在单位体积中的N个分子中,一个分子和其它N1N个分子的相对速率在ururdur(或相对移动能在rrdr)之间的机率。
在该速率间隔中(或能量间隔中)和其它粒子的碰撞的次数
213212kT2NdABur()redrkT
在上述碰撞中,满足εr≥εr,又在反应截面内的碰撞次数为
rr213212kT2NdAB(1)ur()redrkTrc
上式是一个分子的有效碰撞频率,如果是N个分子的有效碰撞,则有
2rZAA1N2rNdAA2r213212kT(1)ur()redrckT
rc/kT2RT2N2dAeMA
c/kTeEc/kT所以,有效碰撞的分数为
qe1/2
c/kT可以证明,两种不同分子的有效碰撞在总的碰撞中占的分数亦为e 所以反应的速率
dNA2ZAA(ZAB)dt
(一次碰撞消耗2个分子)
22RTEc/RT4NAdAMeA
两边除以L,使NA成为CA
dCA22RTEc/RT4LCAdAedtMA
dCA2kTCAdt和二级反应的速率公式相比
2RTk4LdAMA反应阈能与实验活化能和的关系
EaRT2Ec/RTe
dlnk(T)dT根椐实验的活化能定义
将上边得到的反应速率常数代入,可以得到
E11EaRT2c2EcRT22TRT
1EcRT2对于一般的反应,则可以认为EaEc,但两者的含义是不同的,Ec才是与温度无关的常数。若用代替,则上式可改写成
28kTEa/RTkTLdABe
或以求出阿仑尼乌斯公式指前因子所代表的实际意义是
28kTALdAB
概率因子
§11.2 过渡状态理论
过渡状态理论又称活化络合物理论,是在量子力学及统计力学的基础上发展起来的,在理论有形成过程中又引入了一些模型假设。
在由反应物到产物的转化过程中,要经过(由两个反应物分子构成的体系的)势能较高的过渡状态,形成不稳定的活化络合物,它可以和反应物达成平衡,而活化络合物分解转化为产物的速率就是该反应的速率。
势能面
(1)原子之间的势能
原子之间的相互作用力(来自于不同的原子和电子之间的相互作用)可以用势能来表示,对双原子分子来说,它是原子之间的势能的函数。
EpEpR
原则上,可以由量子力学的计算得到,但计算过程颇难。另一种方法是采用经验公式的进行计算,莫尔斯(Morse)公式就是对双原子的经验公式
EprDeexp2arr02exparr0)]
0
E(r)与r的关系可以用下图来定性的表示
在图中,De为阱深,r0为两原子的平衡核间距,r>r0,两核之间有吸引力,r<r0时,两核之间有斥力,这样两个原子如同一个振子在平衡位
置振动,这种振动是量子化的,振子的能量为
1Ev(v)h2
式中v是振动量子数(v =1,2,…v),ν是系统的振动特征频率,当v =0时,11h22Ev = E0 =hν,E0称为零点振动能,而De和E0的差值为D0 =De-(E0),v = 0的状态为基态,(完美晶体在OK时,各原子均处于振动基态,具有零点振1hE02动能)。
当光照或分子之间运动发生碰撞时,振动状态会从较低的状态跃迁到较高的状态。
D0的数值可以从光谱的数据中获得
当然,这样的势能和r的关系仅是分子中电子处于基态的情况,当电子的运动状态发生变化时,势能的关系也会发生变化。
1.分子间的势能与势能面
设:原子A和双原子B-C发生反应,当A靠近B-C时,由三个原子构成的体系的势能也会发生变化,要描述三个原子之间的距离,需要三个坐标(rAB, rBC, rAC),而描述三个坐标与势能的关系需要四维空间, 这是无法用平面图型来表示的, 为了说明过渡状态的基本思路, 可以设想三个原子在同一条直线上, 这样, 只需要两个原子间距的标, 同时可以在平面图上表示。
按照该理论的基本假设,在反应进行的过程中
AB+ CABCC
A + B
A靠近B-C时, B-C之间的化学键松驰, 同时三个原子构成的反应体系的势能会发生变化, 形成过渡的活化络合物, 最后活化络物分解, 生成产物分子, 在这个过程中, 体系的势能是核间距和的函数, 这种函数关系可以用下图定性的进行说明.1.立体图的说明 2.平面图的说明
1.反应坐标
反应体系(三个原子)从反应物转化到产物所经过的能量要求最低的途径.2.E0与Eb的关系及定义
Eb是活化络合物的最低势能与反应物的最低势能之间的差值。
E0是活化络合物的零点能与反应物的零点能之间的差值。
由过渡状态理论计算反应速率
按照基本假定: 反应物和活化络合物可以达成化学平衡, 并且活化络合物一旦生成, 它将一无反顾地转化为产物, 而转化为产物的速率就是该反应的速率。同时假定:导致生成产物那种不对称的振动很弱,一次振动就可以使活化络合物分解而生成产物。
d[A--B-]r(分解)[ABC]dt
C][AB由于反应物和活化络合物可以达成平衡。
A + B
[AC]BKc=
[A][BC]
=K[A][BC][ABC]c d[ABC](分)代入上式 [A][BC]K=νcr= dt和二级反应的速率公式相比较, k = νKc#,所以只要知道KC#, 便可以求出速率常数。有两种方法可以求出Kc# 1. 速率常数的统计力学处理
由统计力学的知识,可以求出反应的速率常数为
kBTf3tfrfvABvE0kexp()333NA633NB63h/2(ftfrfvkBT)(ftfrfv)3[3N3N7]式中活化络合物的振动自由度为3(NB+NB)-7, 是因为一个引起活化络合物分解的那个振动自由度已经分离出去了。
原则上只要知道分子的质量,转动惯量,振动频率等微观物理数据,就可以由此式求出反应的速率常数。所以这个理论也称为绝对反应速率理论。
2. 过渡状态理论的热力学方法处理
过渡状态理论的热力学处理就是用反应物转变为活化络合物过程中的热力rGmrHmTrSm学函数的变化值来计算Kc,并进一步计算速率常数值k。(对于n 分子的反应)
kBT1nrSmrHmk(c)exp()exp()hRRT
对于气相的反应,也可以用压力表示浓度,则有
kBTp1nrSm(p)rHm(p)k()exp[]exp[]hRTRRT
Ec,Eb,E0,Δ≠r Hm⊙,Δr≠Sm⊙,Ea和指前因子之间的关系
(1)几个与能量有关的物理量的含义及相互关系
Ec是发生有效碰撞时,分子的相互移动能在碰撞时的质心连线上分量的阈值
Ea = Ec + RT E0是活化络合物的零点能与反应物的零点能的差值,Eb是反应物形成活化络物时所必须翻越的能垒的高度。
11EaEb[h0h0(反应物)]L22
E0与实验活化能的关系为Ea = E0 + mRT(m包括了普适常数及配分函数中所有与T有关的因子,对一定的反应体系,有定值。
对于理想气体的反应,Ea≈Δ当温度不太高时,Ea≈Δ
r
≠
≠
r
Hm+ nRT(n为气态反应物的系数之和)
⊙
Hm⊙
两种速率理论的比较
分子碰撞理论把分子看作是没有结构的球体,分子之间的反应看作是硬球之间作用能大于某一特定的阈能的有效碰撞,对很简单的反应可以计算出反应的速率常数。但由于模型的粗糙,对稍微复杂的反应的计算也不能和实验相符,为了迎合实验数据,提出了几率因子,但它又不能由碰撞理论本身得到。另外,该理论本身也不能解决反应阈能的计算问题。但分子碰撞理论必定给人们描绘了反应过程中分子相互作用的清晰图象,成为反应速率理论进一步发展的基础。
6.物理化学实验讲座 篇六
一、物理化学实验的目的要求和安全防护
(一)物理化学实验的目的和要求
1、物理化学实验的目的物理化学实验是化学实验学科的一个重要分支,它是借助于物理学的原理、技术和仪器,借助于数学运算工具来研究物系的物理性质、化学性质和化学反应规律的一门科学。
2、化学和物理学之间具有紧密的联系。化学过程包含或是伴有物理过程。例如化学反应时常伴有物理变化,如体积变化、压力的变化、热效应、电效应、光效应等,同时温度、压力、浓度的变化、光的照射、电磁场等物理因素的作用也都可能引起化学变化或影响化学变化的进行。另一方面,分子中电子的运动、原子的转动、振动,分子中原子相互间的作用力等微观物理运动形态,则直接决定了物质的性质及化学反应能力。物理化学实验就是根据物质的物理现象和化学现象联系入手来探求化学变化基本规律的一门科学,在实验方法上也主要是采用物理学中的方法。
比如说:燃烧热测定,它用的就是物理学的量热方法,而精确测定物质的燃烧热就可以求得化学反应的反应热。可逆电池电动势的测定原理是对消法,仪器是电位差计,都是物理学原理、物理学仪器,而测定不同温度下电池的电动势(以E~T作
¢图,就可以求得可逆电池的温度系数。)从标准电动势E就可以求反应的平衡常数
¢K
由温度系数就可以求得一系列热力学函数
(二)、地位和作用
物理化学实验是继无机化学、有机化学实验后,在学生进入专业课程学习和做毕业论文之前的一门基础实验课程。这一特定的地位,使它起着承前启后的桥梁作用。所谓承前就是学生在学习了先行教材中大量的感性认识的实验材料之后,需要在认识上有个飞跃,上升到理性认识的高度;所谓启后就是进一步严格的、定量的实验,研究物质的物理性质、化学性质和化学反应规律。使学生即具备坚实的实验基础,又要具有初步的科研能力,实现学生由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变。
化学是一门实验科学,但化学发展到今天,已经不仅仅是实验科学,在很多方面已经上升到理论高度,只有上升到理论才能真正算到一门科学。理论的形成靠科学研究,所以搞化学的人,必须具有科研能力才能算得一个真正得化学工作者。搞化学的人可以分不同的层次:1有些人只能解释化学现象;2有些人可以解决实际问题;3有些人可以进行科学研究。只有能够进行科学研究才能算得高层次人才。化学专业得学生都要安排一个学期得毕业论文,就是要培养同学们初步具有科研能力。而物理化学实验从本质上就近似于科学研究。所不同的就是在老师的指导下。很多结论都是已知的,通过这种培养为同学们做毕业论文打下基础。
(三)、特点
它既是主要使用精密仪器进行实验的一门实践性很强的课程,又是重演“发现”化学反应基本规律的一门理论性很强的课程。它不仅要求学生会动手组装和正确使用要求,而且要求学生能设计实验并对实验结果作出处理。它不仅培养学生会做精密实验的本领,而且培养学生会对实验数据进行处理,对实验结果进行讨论的能力。本课程的这一特点,不但决
定了学生在学习中必须手脑并用,以培养较强的动手能力和综合分析的思维能力,而且可以起到和日后从事科学研究,发表科研论文的接轨作用。
(四)、方向
应当特别指出的是,近期的物理化学实验不仅仅是以验证物理化学的基本原理为目的,也不仅仅是理论教学的辅助。
1、总体要求
总体要求以智能开发、能力培养为核心。具体地说就是物理化学实验教学在重视知识、技能学习的同时,更要重视研究能力的培养,把教学过程很好的结合起来。在前期要求学生做好规定的实验,这些实验包括热力学、动力学、电化学、表面胶体和大分子化学,以及物质结构等分支的典型实验,熟悉其相应的实验方法、实验技术和实验仪器。这是整个物理化学实验的核心,通过实验操作这一中心环节,为培养能力打好基础。在后期,根据情况适当安排一些不同类型的“研究式实验”:重做或改进一些老实验,选作或设计一些新实验。一般说来,这些实验由老师给定题目,自己提出方案,并独立完成配制和标定溶液,组装仪器,以及测量和数据处理等。学生应写出试验报告,并进行交流和总结。
总体要求还包括实验讲座。实验讲座是达到实验目的的重要补充环节。讲座分两部分:一是物理化学实验的一些基本知识、技能,如实验数据的表达与作用,实验结果的误差分析,实验数据的处理方法等,要放在实验操作训练开始之前进行,因为这些基本技能在每一个实验报告中都要用到,对于这些基本技能的训练和严格要求,要贯穿于整个物理化学实验教学的始终。二是物理化学实验的一些基本实验方法和技术,如温度的测量和控制,压力的测量和校正,真空技术,光学测量技术,电化学测量技术等,这些要在学生实验操作训练的基础上,分阶段进行,以开阔学生解决实际问题的能力。
2、具体要求
分为预习、实验操作和实验报告
a、预习
① 按规定时间进行预习。要认真阅读试验内容,仔细了解实验目的和要
求,熟悉所用仪器的性能和操作方法。
② 写出预习报告,主要包括测量所依据的实验原理、实验操作步骤、做
好实验的注意事项。划好实验数据记录格式。
③ 教师检查预习报告,没有预习报告者,不得进行实验。
④ 要有专用的的、整洁的实验预习报告本。
b、实验操作
① 先做好各种准备工作,记录实验条件,如室温、大气压等。
② 实验开始后,要仔细观察实验现象,严格控制实验条件,详细记录试
验数据。
③ 要有良好的实验作风和严谨的科学态度。做到仪器摆放合理,实验台
清洁整齐,实验操作有条有理,数据记录一丝不苟;还要积极思维,善于发现和解决实验中出现的各种问题。出现异常情况时应及时于指
导教师商量解决。
④ 实验结束后,数据交指导教师审查,经签字同意后,方可离开实验室。
⑤ 值日要认真负责。
c、实验报告
① 及时对实验数据进行处理,写出实验报告。报告要求独立完成。
② 注意如下几点:数据记录精度能否反映出测量精度;数学运算是否符
合有效数字运算规则;图表是否符合要求;实验结果是否在允许的误差范围内。达不到要求者,必须重做。
③ 表头部分要逐项填写。书面整洁,字迹工整,不得涂改,按时交。d、良好的实验习惯
如:不得任意搬动仪器开关、旋转仪器旋钮和装置上的活塞;注意维护实验环境的整洁,不乱扔废弃物;不大声喧哗,走路脚步要轻,东西轻拿轻放;实验结束后主动打扫桌面、地面,归置仪器药品;损坏仪器要及时报告老师,并按规定赔偿;要珍惜药品、爱护仪器,树立爱护国家财产的观念;协助教师检查实验室门、窗、水、电是否关好。
e、尊重教师,尊重劳动。
学生要尊重实验课教师,实验室工作人员和所有为实验课辛勤劳动的职工。同学们要团结协作、互相学习、共同进步。
(二)物理化学实验的安全防护
悠悠万事,唯此为大,安全第一;
安全关系到个人身体,关系到个人生命;
安全关系到实验室和国家财产的安全;
7.物理化学教学方法初探 篇七
一、要注重逻辑推理的思维方法和数学推导的技能技巧
物理化学研究的是化学中原则性、普遍性的规律, 它大量采用了逻辑推理和数学推导, 由物理化学的基本原理、基本概念和基本假设出发, 通过逻辑推理, 可以得到物理化学的有关理论和数学的表达式。逻辑推导过程具有重要的严密性, 所得到的结论也都有一定的适用条件, [1]而且物理化学公式繁多, 必须经过学生自己的反复推导才能熟练应用。因此, 在物理化学教学中, 要重视引导和训练学生逻辑推理的思维方法和数学推导的技能技巧。例如在推导单组份体系热力学基本函数关系式时, 只要记住最基本的关系式:dU=TdS-pdV, 知道H, F, G的定义, 就可以一步步推导出其他三个热力学基本关系式:d H=Td S+Vdp;dF=-SdT-pd V;d G=-Sd T+Vdp。在物理化学公式推导的过程中大量运用了高等数学微积分的知识, 在教学中要强化数学思想与物理化学概念及公式的关系。例如, 在讲单组分体系的摩尔量和多组分体系偏摩尔量的概念时, 我们要强调从数学中全微分和偏微分的概念来理解。另外, 在讲化学势这部分内容时, 也要引导学生巧妙的运用数学思想, 例如, 求化学势与温度和压强的关系其实就是求化学势对温度或压强的一阶偏微商。
二、注重理论联系实际, 激发学生学习的兴趣
理论联系实际是激发学生学习兴趣的关键, 只有理论联系实际, 才能让学生感觉到自己所学的东西具有实际意义, 那些看似无用的理论推导和公式不单单是一些符号和字母, 而是可以解决实际问题的工具。例如, 对医药检测等专业的学生, 在讲物理化学相关知识点时, 最好以医药检测相关知识为示例;在讲化学热力学和化学动力学的知识时, 作者通常以研究人体能量代谢与代谢速率为例子引入问题和进行公式推导, 同时介绍与之相关的药物稳定性预测、药物的生产过程等;在讲相平衡、表面化学及胶体化学等物理化学知识时, 就以从天然药物中分离提取有效成分为例, 介绍与之有关的蒸馏、萃取、吸附、乳化等原理和方法;在讲电化学这一章节的时候, 可以与检验方法相关联。在学习表面现象这一章时, 我们可以通过引用生活中的实际例子来引入“表面张力”的概念。例如, 雨水打在荷叶上, 荷叶为什么不湿?为什么荷叶上的水珠是椭圆形而不是三角形或长方形?
三、多种教学方法和模式有机结合
物理化学大量采用了逻辑推理学及数学推导的方法, 它处理问题的着眼点和方法与以往学过的一般化学有很大的差别。根据课程教学内容的特点有效改进教学方法和手段是提高教学效果的重要环节, 在教学方法上要多种方法综合使用, 各取所长。[2,3,4,5]
1. 多媒体教学与板书教学相结合。
目前, 多媒体教学已经成为了学校教学的主要方法和手段。利用多媒体进行教学, 可以活跃课堂气氛, 充分调动学生学习的主动性和积极性, 增大课堂信息量, 拓展学生的知识视野, 提高教学效率。多媒体教学虽然能生动、形象、直观地反映教学内容, 但在物理化学的教学中, 绝不能单一依赖多媒体这种教学手段, 必须与传统的板书演示相结合, 尤其是在公式推导这个环节, 切不可图省时省力, 一定要切切实实、认认真真的通过板书详细推导和讲解, 让学生的思维能紧跟教师的进度, 掌握推导的技巧和技能。
2. 多种教学方法综合使用, 调动学生课堂参与的积极性。
在使用多媒体和板书进行教学的同时, 应辅助其他的教学方法, 多种教学方法和模式综合运用, 如采用提问式、启发式、互动式教学。实践证明, 利用提问的方式引出学习的新内容能快速提高学生的注意力, 引起学生探索未知领域的求知欲, 激发学生学习的兴趣。启发式教学则通过层层引导, 由浅入深, 由易到难, 将学生的积极性和主动性充分调动起来, 有助于提高课堂效率。互动式教学则通过师生“对话”模式, 充分发挥学生的主体作用, 促使他们积极主动的去探究并获取知识, 在参与教学的过程中得到生动、活泼、主动的发展。此外, 在物理化学教学中还要善于使用比较 (对比) 教学法。物理化学中有些公式形式上非常相近, 容易混淆, 如化学平衡中的范特霍夫公式和动力学中的阿累尼乌斯公式非常相像, 学生在记忆和使用的时候经常容易混T2淆。两个公式放在一起进行对比, 第一个公式中K1o和K2o表示化学反应的标准平衡常数, 而后面公式中的k1和k2则表示化学反应速率。通过对比, 可以加深对公式的记忆区分, 通过比较找出公式的共同点和关联性, 从而加深对物理化学知识点的理解。近几年来, 在课堂教学中我们一直注重理论知识的现实意义, 坚持通过采用多种教学模式和方法来活化课堂教学, 激发学生的学习兴趣, 促使学生主动学习, 从而达到提高学生的科学素养, 促进学生全面的、可持续发展的目的。
3. 及时复习, 善于小结。
物理化学逻辑性、系统性强, 章节之间的联系密切, 因此加强对课程整体性和系统性的阐述, 可以使学生在学习中善于从整体上把握课程的基本脉络和内在联系, 从而统领全局、一目了然。作者每次讲述新的内容之前都会将上次课程的主要内容做一下简单的回顾, 除了能帮助学生对所学知识进行复习、加深印象外, 还有利于让学生找出各章节之间的联系, 容易抓住各章节的重点、难点和关键点, 并顺理成章地引出新问题。章节内容讲解结束后, 还要及时的进行小结, 使学生对所学内容有清晰的脉络, 课后复习起来也有重点和方向。课后还要布置一定量的作业, 这样可以帮助学生理解、强化并掌握所学的知识。课外辅导也是教学活动的重要环节之一, 是课堂教学的有益补充。
总之, 教好物理化学并非易事, 以上只是作者在物理化学教学中的一些体会。在近几年的物理化学教学实践中, 笔者针对学生的不同情况及学科特点, 不断探索、不断努力, 收到了较好的教学效果。当然, 对教学方法的认识和探索是永无止境的, 我们还在不断研究、探讨和改进, 希望在今后的教学过程中, 可以取得更好的效果。
摘要:本文针对物理化学学科特点, 从三个方面探讨了高校物理化学课程有效教学模式的几点心得和体会。作者阐明在物理化学教学中, 要注重逻辑推理的思维方法和数学推导技能技巧的训练, 要注重理论联系实际, 并提倡采用多种教学方法和模式, 从而有效提高教学水平和质量。
关键词:物理化学,教学方法,教学手段
参考文献
[1]濮良忠, 谢吉民, 廖力夫, 丁敏.物理化学 (第2版) [M].北京:人民卫生出版社, 2008.
[2]陈小全, 周鲁, 邵辉莹, 翟虎, 周秀艳.浅谈对物理化学教学方法的探索[J].化工高等教育, 2009, (6) :64-68.
[3]王高军.化工专业的物理化学课程教学[J].广州化工, 2010, 38 (6) :275-276.
[4]韩冬冬.高职药学专业《物理化学》教学教法的研究[J].科技创新导报, 2010, (14) :178.
8.驱蚊习题,物理化学齐上阵! 篇八
物理驱蚊,时尚与传统都得要!
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9.物理化学 篇九
尊敬的老师:
对论文通知要求中“对某知识点的独特见解”,真不敢当,根据本学期的实际情况,因开的课程相对来说比较多,我对本课程只有初步的了解和熟悉,有句话这么来说的:承古拓新,物理化学我确实学了,但学的知识真的比较肤浅。以下是我对本学期物理化学学习的总结和对某个知识点的联想,写的不好,请您赐教!
一
经过一学期对物理化学的学习,我对这门课程有了初步的了解与熟悉。了解了物理化学的主要研究内容是:热力学、动力学、和结构化学。其中本学期我们结束了热力学这一大块内容的学习。在热力学中,我们学习了热力学三大定律,以及它们之间的相互关系,还掌握了几个状态函数的求解方法。尔后,我们还学习了溶液中普遍存在的拉乌尔定律和亨利定律。相平衡这张内容中我们见到了形形色色的相图,包括二组分、三组分以及多组分的相图及其应用。在化学平衡中我们掌握了温度、压力以及惰性气体对化学平衡的影响。最后,我们还学习了统计热力学基础,其中最重要的就是原子、分子配分函数以及用这些知识求热力学状态函数的值,还重点学习了电化学及动力学方面的知识。
物理化学学习除了重知识,还要重方法:即除了传统的课前预习、课中积极思考跟上老师的思维和课后总结复习等方法之外,还应该重
视从其他方面涉猎物理化学的相关刊物。还有需要培养研究性学习的能力和素质。经常找老师交流,如果对物理化学方面十分感兴趣,可以让老师帮助自己找一个课题学习做论文,一边动手做实验,一边查阅相关文献资料。把课题做好,弄懂其中的原理和方法。真正体验做学位及学术论文所要具备的专业知识和动手能力。
物理化学这门学科要想学懂的确比较难,目前我还只是停留在对他初步了解的基础上。需要进一步的学习和研究。
还有一点需要指出,老师,物理化学的学习需要记大量的公式,其公式的复杂程度让人谈虎色变。这点困难不仅需要学生想办法克服,同时也需要老师在您的辛勤指导克服,那将事半功倍。
二
《物理化学》第一章热力学第一定律和热化学的第三节热力学第一定律的学习中,我了解到第一类永动机不可能造成,但物理化学的研究存在大部分的能量研究,物理化学的延伸定会涉及新能源的开发,现在,我就新能源的开发利用方面结合自己所知道的和所查的相关资料进行以下叙述:
能源问题已经刻不容缓,减少碳排放让世界目光聚焦新能源。虽然传统能源在国际能源消费中的比例仍然居多,但许多国家都把发展新能源作为缓解高油价压力、应对气候变暧以及实现可持续发展的重要途径和长远战略。而更加重要的是,我们正处于工业化阶段,而且大部分的研究表明我们正处于重工业化的阶段,我们面临能源紧张的危机,所以我们对新能源的开发和利用显得尤为重要。
地球上的各种能源,有的已被大规模开发和广泛利用,如煤炭、石油、天然气、水力等,称常规能源;还有一些能源,如氢能、太阳能、风能、地热能、海洋能、核能、生物质能源等,是正在以新技术为基础,系统开发和利用的能源,被通俗地称为新能源。它们的共同特点是资源丰富、可再生、没有污染或很少污染。研究和开发清洁而又用之不竭的新能源,是21 世纪发展的首要任务,将为人类可持续发展做出贡献。
氢能具有清洁、无污染、效率高、重量轻、储存和输送性能好等诸多优点,其开发利用首先必须解决氢源问题,大量廉价氢的生产是实现氢能利用的根本。目前,世界上氢的年产量是3600 万吨,但绝大多数是从石油、煤炭和天然气中制取。由水电解制氢技术上是成熟的,但因消耗电能太多,经济上不合算。因此,必须寻找一种低能耗、高效率的制氢方法。如利用太阳能光解水制氢将是一种非常有前途的制氢方法。同时,安全、高效、高密度、低成本的储氢技术,是将氢能利用推向实用化、规模化的关键。目前,研究新的经济上合理的制氢储氢方法是一项具有战略性的研究课题。
太阳能资源是指到达地面的太阳辐射总量,包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。它受地理位置和地面反射等因素的影响,各地差异较大。太阳每年辐射到地球表面的能量为50 ×1018 千焦,相当于目前全世界能量消费的113 万倍,因此利用太阳能的前景非常诱人。阳光普照大地,单位面积上的辐射并不大,如何把分散的热量聚集在一起成为有用的能源是有效利用太阳能的关键。
风能利用的主要方式有风力发电、风力提水和风帆助航等。按人均风电装机容量算,丹麦遥遥领先,已经从风能中获得其电力的将近15 % ,其次是美国和荷兰。庞大的1615 亿千瓦涡轮机的问世及其它进展,使风能的成本从1980 年以来已经下降了90 %。在一些地方,风力发电比石油或天然气火力发电所产生的电力要便宜。据设在华盛顿的思想库世界观察研究所说,10 年来,全世界的风力发电量一直以每年25 %的平均速度递增,超过了任何其它的能源。
地热主要由地幔的岩浆作用或火山的运动而形成。地热的利用主要分为地热发电和直接利用两类。全球地质资料表明,世界上存在两大地热带。一是地中海——喜玛拉雅地热带,包括意大利、我国青藏高原、菲律宾、印度尼西亚,直到南太平洋的新西兰;另一个是环太平洋地热带,包括美国西海岸、冰岛、日本等地。目前,人类利用地热发电已达43756 GW·h/a,地热的直接利用36910 GW·h/a。但据估计人类利用地热发电的潜力可达12000 T W·h/a。
海洋能是指海洋本身所蕴藏的能量,它包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能和化学能。另外,科学家已经探明,海底埋藏着大量的甲烷,总储量估计是诸如石油和煤炭等其他矿物燃料总储量的2倍以上。作为有价值的气体能源,它既能直接燃烧提供热能,又能作为燃料电池的动力。如何安全经济的加以开发和利用海底甲烷将是又一新的研究课题。
20世纪30年代,随着对原子核研究的深入,人类发现了原子核内蕴藏着巨大的可开发能量,并致力于和平利用原子能的研究。经过半
个多世纪的努力,迄今世界上已有30多个国家建成440多座核电站,其发电量占全球发电量的18%。与火电相比,核电是廉价、洁净、安全的能源。随着将来受控热核聚变的成功,核能必然成为未来的能源支柱。
生物质能指的是利用自然界的植物以及城乡有机废物转化成的能源。它们主要由碳氢化合物组成,也是一种可供人们利用的能源。这种方法已经在农村部分地方广泛应用。
希望随后如果真的能留在物理化学领域,运用自己的知识为社会造福。(注:能源方面这段文字引用了《物理化学课程论文》中研究背景的部分文段。)
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