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化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文第1篇

【關(guān)鍵詞】化學(xué)熱力學(xué)；物理化學(xué)；相變化；可逆

物理化學(xué)又稱(chēng)為理論化學(xué)，它主要利用數(shù)學(xué)、物理學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)方法來(lái)研究化學(xué)變化的基本規(guī)律?；瘜W(xué)熱力學(xué)是物理化學(xué)的一個(gè)重要組成部分， 而熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律又是化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ)理論，它們分別賦予解決物理變化或化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換以及過(guò)程方向、限度的問(wèn)題。所以，學(xué)習(xí)好以?xún)蓚€(gè)定律為基本內(nèi)容的化學(xué)熱力學(xué)，掌握好熱力學(xué)處理問(wèn)題的方法，是學(xué)習(xí)好物理化學(xué)課的前提和保證。但由于這一部分理論性強(qiáng)，公式多，比較抽象，尤其是化學(xué)熱力學(xué)在相變化過(guò)程中的應(yīng)用，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感到比較費(fèi)力。針對(duì)這種情況，作者根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)化學(xué)熱力學(xué)在相變化過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行分析總結(jié)，希望對(duì)學(xué)者和教者能有所幫助。

1.熱力學(xué)的兩大基本定律[1-2]

化學(xué)熱力學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量相互轉(zhuǎn)換所遵循的規(guī)律的科學(xué)，其主要內(nèi)容是三個(gè)熱力學(xué)定律。熱力學(xué)基本定律主要有第一定律，第二定律及第三定律。

熱力學(xué)第一定律主要是關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的定律，也叫能量守恒定律。對(duì)于封閉系統(tǒng)，熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

熱力學(xué)第一定律涉及到熱力學(xué)能、熱和功相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，即封閉系統(tǒng)熱力學(xué)能的改變量等于過(guò)程中環(huán)境傳給系統(tǒng)的熱及功的總和。

熱力學(xué)第二定律是關(guān)于熱能與其他能量形式之間轉(zhuǎn)化的特殊規(guī)律，即關(guān)于熱力學(xué)過(guò)程進(jìn)行方向和限度的判據(jù)的定律。它從介紹自發(fā)過(guò)程不可逆性的具體事例出發(fā)，給出了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述。熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

式中對(duì)可逆過(guò)程采用等號(hào)，對(duì)不可逆過(guò)程采用不等號(hào)，與不等號(hào)相反的關(guān)系是違背熱力學(xué)第二定律的。

熱力學(xué)第三定律從有序和無(wú)序的角度對(duì)熵值進(jìn)行了明確規(guī)定，這樣就可以計(jì)算物質(zhì)在一定狀態(tài)下的規(guī)定熵。熱力學(xué)第三定律的數(shù)學(xué)式表述：純物質(zhì)、完美晶體、0K時(shí)的熵為零，即

S*（完美晶體，0K）=0

熱力學(xué)基本定律都是人類(lèi)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)生活實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的，它們的理論以及它的推論被一切實(shí)驗(yàn)和具體實(shí)踐證明是正確的，在工業(yè)生產(chǎn)和新工藝的開(kāi)發(fā)上具有重要的指導(dǎo)意義。

2.熱力學(xué)基本定律在相變化過(guò)程的應(yīng)用

相變化過(guò)程是指系統(tǒng)中發(fā)生的聚集態(tài)的變化過(guò)程。如液體的汽化，氣體的液化，液體的凝固、固體的熔化、固體的升華、氣體的凝華以及固體的不同晶型間的轉(zhuǎn)化等。對(duì)于相變化過(guò)程來(lái)說(shuō)，它又分為可逆相變和不可逆相變。

2.1可逆相變

平衡溫度，壓力下的相變稱(chēng)為可逆相變。

例：已知在100℃，101.325kPa時(shí)，1molH2O（1）全部蒸發(fā)成水蒸氣吸熱40.668kJ。求在100℃，101.325kPa下使1kg水蒸氣全部凝結(jié)成液體水時(shí)的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、A及ΔG。設(shè)水蒸氣為理想氣體，液體水的體積可以忽略不計(jì)。

經(jīng)分析題意可知該過(guò)程在100℃，101.325kPa下由水蒸氣變?yōu)榈葴氐葔合碌囊簯B(tài)的水，為可逆相變過(guò)程。

解：

在解題過(guò)程中注意：（1）物理量字母符號(hào)的寫(xiě)法要與國(guó)標(biāo)或教材相一致，勿亂用符號(hào)或自創(chuàng)符號(hào)。（2）在將數(shù)據(jù)代入式子時(shí)要始終注意其單位，一般均應(yīng)用國(guó)際單位。（3）計(jì)算過(guò)程中還需特別留意正負(fù)號(hào)，不能隨意添加或丟棄。

2.2不可逆相變

非平衡溫度，壓力下的相變是不可逆的相變過(guò)程。對(duì)不可逆相變過(guò)程來(lái)說(shuō)，由于U，H，S，A和G為狀態(tài)函數(shù)，其數(shù)值由僅系統(tǒng)的始、末態(tài)決定，故可在始、末態(tài)之間設(shè)計(jì)一條可逆途徑來(lái)求算，并且在所設(shè)途徑中，應(yīng)包含有與已知的熱數(shù)據(jù)相應(yīng)的可逆相變過(guò)程。

設(shè)計(jì)可逆途徑的原則：

（1）途徑中的每一步必須可逆；

（2）途徑中每步的H，S計(jì)算有相應(yīng)的公式可利用；

（3）有相應(yīng)于每步H，S計(jì)算式所需的數(shù)據(jù)。

例：已知水的正常沸點(diǎn)是100℃，摩爾蒸發(fā)焓

求下列過(guò)程的ΔU，ΔH，ΔS，ΔA及ΔG。

1molH2O（l，60℃，101325Pa）

1molH2O（g，60℃，101325Pa）

經(jīng)分析題意可知欲求的60℃、101325Pa下水的蒸發(fā)過(guò)程是不可逆的相變過(guò)程，因而需在該物系的始、末態(tài)間設(shè)計(jì)一條由100℃、101325Pa的可逆相變和兩個(gè)單純變溫過(guò)程組成的可逆途徑求其ΔH、ΔS、ΔA及ΔG。

解：

1molH2O（l，60℃，101325Pa）

1molH2O（g，60℃，101325Pa

1molH2O（l，100℃，101325Pa）

1molH2O（g，100℃，101325Pa）

此外，當(dāng)已知某物質(zhì)在時(shí)的和，欲求其在另一溫度下時(shí)的物理量，可直接用下式計(jì)算：

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)闡述熱力學(xué)中兩大定律，弄清熱力學(xué)中能量衡算問(wèn)題和過(guò)程進(jìn)行方向及限度問(wèn)題，并通過(guò)例題的講解及分析討論，使學(xué)生對(duì)化學(xué)熱力學(xué)及其在相變化過(guò)程中的應(yīng)用有了比較明確的認(rèn)識(shí)和理解，使學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)能應(yīng)用自如。

【參考文獻(xiàn)】

化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文第2篇

關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法；方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A？搖 文章編號(hào)：1674-9324（2013）49-0089-02

一、引言

物理化學(xué)是物理學(xué)和化學(xué)交叉的一門(mén)重要的邊緣學(xué)科，是化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，也是化學(xué)的靈魂，它在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用。因此，掌握并靈活運(yùn)用物理化學(xué)知識(shí)和方法，對(duì)化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)具有重要意義。物理化學(xué)是自然科學(xué)的一個(gè)分支，對(duì)自然科學(xué)普遍適用的研究方法在物理化學(xué)領(lǐng)域中同樣適用。除此之外，物理化學(xué)還有它自己的具有學(xué)科特征的理論研究方法，從物理學(xué)角度可劃分為熱力學(xué)方法、統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法和量子力學(xué)方法；從方法論的角度有標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法、狀態(tài)函數(shù)法、平衡狀態(tài)法等。無(wú)論是一般的研究方法還是它特有的研究方法，對(duì)學(xué)好物理化學(xué)都至關(guān)重要。本文只針對(duì)其中的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法進(jìn)行介紹，主要是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法在物理化學(xué)中的應(yīng)用比較多，但都比較零碎，學(xué)生們理解困難。根據(jù)我們多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，把它進(jìn)行歸納總結(jié)，解釋了它的含義，并對(duì)它在物理化學(xué)中的應(yīng)用作了舉例說(shuō)明。

二、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法在物理化學(xué)中的應(yīng)用

1.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是為了確定某些熱力學(xué)函數(shù)的相對(duì)值而選定的特定狀態(tài)。通常一些物理量的絕對(duì)值無(wú)法知道，可以人為的規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的物理量作為參考點(diǎn)或零點(diǎn)來(lái)確定其他狀態(tài)下的這些物理量的值（相對(duì)的），這樣可以比較不同狀態(tài)下這些物理量的大小或可以計(jì)算某一變化過(guò)程這些物理量的變化值，這種方法叫標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法。標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇原則上有任意性，但必須合理、接近實(shí)際、方便使用且易為公眾所接受。下面舉例說(shuō)明在物理化學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的選擇及其應(yīng)用。

2.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法在化學(xué)勢(shì)中的應(yīng)用。如在熱力學(xué)中，化學(xué)勢(shì)μB是一個(gè)非常重要的概念，它決定了所有傳質(zhì)過(guò)程的方向和限度。在非體積功為零的條件下，物質(zhì)總是由化學(xué)勢(shì)高的一方流向化學(xué)勢(shì)低的一方，直到化學(xué)勢(shì)相等達(dá)到平衡為止。所以能比較同一物質(zhì)B在不同系統(tǒng)或狀態(tài)時(shí)化學(xué)勢(shì)的大小，顯得至關(guān)重要。但是由于μB的絕對(duì)值不可求，就必需建立公共的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。那么，以標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的化學(xué)勢(shì)μ■為基準(zhǔn)，可得到任意狀態(tài)下的化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式，這樣就可以輕松利用化學(xué)勢(shì)的判據(jù)了。①化學(xué)勢(shì)中標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇。化學(xué)勢(shì)中標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇可分為三類(lèi)：第一類(lèi)為純物質(zhì)，對(duì)于純氣體，無(wú)論是理想氣體還是真實(shí)氣體，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)均為標(biāo)準(zhǔn)壓力p？苓（100kPa），溫度為任意指定的T，且具有理想氣體行為的狀態(tài)。對(duì)于真實(shí)氣體來(lái)說(shuō)，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是并不存在的假想狀態(tài)。對(duì)純液體、純固體，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)壓力p？苓，溫度為任意指定的T的狀態(tài)。第二類(lèi)為混合物，組成混合物的任一物質(zhì)都等同對(duì)待，選用同樣的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)?；旌衔镏腥我唤M分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)等同于它們各自處于純態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。如液體混合物中任一組分B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為溫度T，標(biāo)準(zhǔn)壓力p？苓時(shí)純液體B的狀態(tài)。第三類(lèi)為溶液，溶液有溶劑和溶質(zhì)之分，對(duì)溶劑和溶質(zhì)分別選用不同的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。溶液中溶劑的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與液態(tài)混合物的任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相同——為標(biāo)準(zhǔn)壓力p？苓，溫度為任意指定的T的純?nèi)軇┑臓顟B(tài)。而對(duì)于溶液中的溶質(zhì)，當(dāng)溶液的組成標(biāo)度不同時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)也不相同：溶質(zhì)濃度用bB表示的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)——溫度T、壓力p？苓，bB=b？苓=1molkg-1，并服從Henry定律（pB=Kb，BbB）的那個(gè)假想狀態(tài)；溶質(zhì)濃度用xB表示的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)——同溫度T、壓力p？苓，xB=1，且服從Henry定律（pB=KxxB）時(shí)溶質(zhì)B的假想狀態(tài)；溶質(zhì)濃度用cB表示的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)——溫度T，壓力p？苓下，體積摩爾濃度cB=c？苓=1mol·L-1，且服從Henry定律（pB=KxcB）時(shí)溶質(zhì)B的假想狀態(tài)。綜上所述，不管溶液選用何種組成表示方法，其共同特點(diǎn)是所選取的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)都是假想狀態(tài)，這是數(shù)學(xué)積分的必然結(jié)果。②基于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的化學(xué)勢(shì)表達(dá)式。根據(jù)選取的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，不同系統(tǒng)在任意狀態(tài)（溫度T，壓力p）時(shí)的化學(xué)勢(shì)都可以以標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)的化學(xué)勢(shì)（μ■）為基準(zhǔn)表達(dá)出來(lái)：理想氣體、真實(shí)氣體及它們的混合物中組分B的化學(xué)勢(shì)均可用下述表達(dá)式μB（g）=μ■（g）+RTln（pB/p？苓）+■{VB（g）-RT/p}dp理想液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢(shì)：

μ■=μ■+RTlnxB+■V■■dp溶液中溶劑A的化學(xué)勢(shì)：μA（1）=μ■+RTlnxA+■V■■dp溶液中溶質(zhì)B的化學(xué)勢(shì)表達(dá)式為：μ■=■+RTln（bB/b？苓）+■V*■dp μ■=■+RTlnxB+■V*B（溶質(zhì)）dp μ■=■+RTln（cB/c？苓）+■V*B（溶質(zhì)）dp，當(dāng)壓力p與p？苓相差不大時(shí)，可忽略積分項(xiàng)?；瘜W(xué)勢(shì)是化學(xué)熱力學(xué)的核心內(nèi)容，正確理解化學(xué)勢(shì)的定義及其物理意義，并能正確寫(xiě)出不同系統(tǒng)中各組分化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式，對(duì)掌握化學(xué)勢(shì)的判據(jù)及深刻理解化學(xué)熱力學(xué)有重要意義，甚至對(duì)一個(gè)化學(xué)工作者也是至關(guān)重要的。

3.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法在熱力學(xué)函數(shù)中的應(yīng)用。化學(xué)反應(yīng)中常用的熱力學(xué)函數(shù)（如物質(zhì)的焓、吉布斯函數(shù)、熵）不僅是溫度、壓力的函數(shù)，還與其組成有關(guān)，但是這些熱力學(xué)函數(shù)的絕對(duì)值不可求，這使得在化學(xué)反應(yīng)中ΔrHm、ΔrGm、ΔrSm的計(jì)算出現(xiàn)了困難。所以，要解決這個(gè)問(wèn)題，重要的問(wèn)題就是為這些熱力學(xué)函數(shù)選擇一個(gè)基準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)就相當(dāng)于這樣的基準(zhǔn)。①熱力學(xué)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇。熱力學(xué)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇可分為三類(lèi)：對(duì)于氣體，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)均為標(biāo)準(zhǔn)壓力p？苓（100kPa），溫度為任意指定的T，且具有理想氣體行為的狀態(tài)。對(duì)于液體，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)壓力p？苓，溫度為任意指定的T的純液體狀態(tài)。對(duì)于固體，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)壓力p？苓，溫度為任意指定的T的純固體狀態(tài)。規(guī)定物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)后，熱力學(xué)函數(shù)變?nèi)绂Hm、ΔrGm、ΔrSm的計(jì)算變得簡(jiǎn)單，先計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)熱力學(xué)函數(shù)變?nèi)绂H■、ΔrG■、ΔrS■，再進(jìn)一步進(jìn)行修正即可。②基于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的熱力學(xué)函數(shù)變的計(jì)算。對(duì)于任一化學(xué)反應(yīng)：0=■V■B在一定溫度下各自處在純態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)壓力下的反應(yīng)物，反應(yīng)生成同樣溫度下各自處在純態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)壓力下的產(chǎn)物，反應(yīng)進(jìn)度為1mol時(shí)的焓變，為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓ΔrH■；這一反應(yīng)過(guò)程吉布斯函數(shù)的變化，為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)ΔrG■；這一反應(yīng)過(guò)程的熵變，為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵ΔrS■。由于反應(yīng)物和產(chǎn)物各自處于純態(tài)，并沒(méi)有混合，所以在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)想象的過(guò)程（可以通過(guò)van’t Hoff平衡箱完成）。由于焓、吉布斯函數(shù)、熵這些熱力學(xué)函數(shù)的絕對(duì)值不可求，因此要計(jì)算這些標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)熱力學(xué)函數(shù)變化（ΔrH■、ΔrG■、ΔrS■，）還需找出合適的參考點(diǎn)，下面分別對(duì)其進(jìn)行討論。①計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓ΔrH■，在物理化學(xué)中采用了兩個(gè)相對(duì)值：一是標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓ΔfH■（B，β，T），其參考點(diǎn)是任一穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓等于零，即

ΔfH■（穩(wěn)定單質(zhì)，T）=0。特別指出，若有離子參加的化學(xué)反應(yīng)，規(guī)定H+的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零，即ΔfH■（H+，aq）=0。另一是標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓，其參考點(diǎn)是規(guī)定的燃燒產(chǎn)物{C—CO2（g），H—H2O（l），N—N2（g），S—SO2（g），Cl—HCl（水溶液）}的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等于零，即ΔCH■（規(guī)定燃燒產(chǎn)物）=0。標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓可由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓或標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算而得：ΔrH■=■V■ΔfH■（B，β，T）=-■V■ΔCH■（B，β，T）。②計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)ΔrG■，采用的相對(duì)值是標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)ΔfG■（B，β，T）。以任一穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)等于零為參考點(diǎn)，即以ΔfG■（穩(wěn)定單質(zhì)）=0為參考點(diǎn)，可得到各物質(zhì)的ΔfG■（B，β，T），則可通過(guò)式ΔrG■=■V■ΔfG■（B，β，T）計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的ΔrG■。特別指出，若有離子參加的化學(xué)反應(yīng)，規(guī)定H+的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)為零，即ΔfG■（H+，aq）=0。ΔrG■在物理化學(xué)中的作用也是非常重要的，我們可以利用它指示化學(xué)反應(yīng)的限度。通過(guò)等溫方程ΔrGm=ΔrG■+RTlnJP，計(jì)算出ΔrGm來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)的方向。③計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵ΔrS■，采用了相對(duì)值即標(biāo)準(zhǔn)熵S■。即在熱力學(xué)第三定律的基礎(chǔ)上，即相對(duì)于S■m（完美晶體，0k）=0，求得純物質(zhì)B在在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度T時(shí)的熵值。則標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵可通過(guò)下式計(jì)算ΔrS■=■V■S■（B）。

4.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法在電池中的應(yīng)用。在電化學(xué)中一個(gè)很重要的內(nèi)容就是關(guān)于原電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，假如知道單個(gè)電極的電勢(shì)問(wèn)題就會(huì)變得簡(jiǎn)單，但是到目前為止，我們還不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定或從理論上計(jì)算單個(gè)電極的電勢(shì)的絕對(duì)值，同樣采用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法使問(wèn)題迎刃而解。以標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為基準(zhǔn)，對(duì)于任意給定的電極，使其作為正極，以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為負(fù)極，組合為原電池，即標(biāo)準(zhǔn)氫電極||給定電極（設(shè)已消除液體接界電勢(shì)），則此原電池的電動(dòng)勢(shì)為該給定電極的電極電勢(shì)（是相對(duì)值，即以E■{H+|{H2（g）}=0作為參考點(diǎn)）。每一個(gè)電極都采用相同的標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)值也具有絕對(duì)值的含義了。這樣就可利用公式E（電池）=E（正極）-E（負(fù)極）很輕松的計(jì)算電池的電動(dòng)勢(shì)了。當(dāng)給定電極中各組分均處在各自的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)相應(yīng)的電極電勢(shì)為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。此時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)規(guī)定壓力為標(biāo)準(zhǔn)壓力，相應(yīng)離子的活度為1的狀態(tài)。按標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)數(shù)值大小排成序列表，簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)序，利用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)序可以估計(jì)在電解過(guò)程中，溶液里的各種金屬離子在電極上發(fā)生還原反應(yīng)的先后次序，還可以判斷氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向，以及可以求出反應(yīng)的焓變、熵變、吉布斯函數(shù)變及平衡常數(shù)。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的討論，我們可以把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法的應(yīng)用分為兩種情況。第一種情況是只為比較物理量大小時(shí)，只需定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)就可以了。如化學(xué)勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。第二種情況是不單要比較物理量的大小，并且要計(jì)算該物理量的具體數(shù)值，這時(shí)只定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)就不夠了，還需再定義一個(gè)零點(diǎn)值。綜上所述，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法在物理化學(xué)是不可缺少的方法，利用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法可方便的求得熱力學(xué)函數(shù)（反應(yīng)焓、反應(yīng)的熵變、吉布斯函數(shù)）的變化及方便的比較化學(xué)勢(shì)的大小，從而為判斷化學(xué)變化的方向與限度提供依據(jù)。同時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)法也可方便的計(jì)算電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)，為比較物質(zhì)的氧化還原能力的大小及判斷氧化還原反應(yīng)的方向提供理論支持。俗話(huà)說(shuō)得好，“授人以魚(yú)，不如授人以漁”。也就是說(shuō)，我們不僅要注重知識(shí)，更重要的是要注重得到知識(shí)的方法。掌握了方法，才不會(huì)人云亦云，才會(huì)有自己開(kāi)創(chuàng)性的成就，社會(huì)才會(huì)快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文第3篇

對(duì)于復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè)而言，物理化學(xué)是一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)化學(xué)課程，與專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)緊密聯(lián)系，學(xué)好物理化學(xué)是學(xué)好復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)的前提，但在實(shí)際教學(xué)中物理化學(xué)這門(mén)課程在本專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中存在一些問(wèn)題，以下分別闡明現(xiàn)有問(wèn)題及課改意見(jiàn)。

一、合理安排教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)

物理化學(xué)是一門(mén)概念性、理論性、系統(tǒng)性和邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，涉及的公式多，應(yīng)用條件嚴(yán)格，比較抽象，是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感到難度較大的一門(mén)課。在本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中只安排了一學(xué)期的課程學(xué)習(xí)，因此選用高等教育出版社的《物理化學(xué)簡(jiǎn)明教程》作為學(xué)習(xí)教材。這本教材簡(jiǎn)明扼要地闡述了物理化學(xué)學(xué)科的主要內(nèi)容及材料類(lèi)學(xué)生所需的基礎(chǔ)知識(shí)，是一本符合本專(zhuān)業(yè)實(shí)際教學(xué)目標(biāo)的好教材。但由于本專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)的課時(shí)較少，最終只能摘取部分章節(jié)學(xué)習(xí)。例如在2010級(jí)的教學(xué)方案中，只教學(xué)了化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)部分內(nèi)容（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)勢(shì)、多相平衡等章節(jié)）及表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)章節(jié)，電化學(xué)及化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)兩個(gè)重要章節(jié)都未學(xué)習(xí)，這無(wú)疑會(huì)對(duì)物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性產(chǎn)生不小的損害。面對(duì)這一實(shí)際情況，我們完全可以從整個(gè)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃出發(fā)，篩選出多門(mén)課程的重疊內(nèi)容，選排重疊知識(shí)在哪門(mén)課需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)，在哪門(mén)課可以了解。如在物理化學(xué)這門(mén)課程中多相平衡章節(jié)就和材料科學(xué)基礎(chǔ)課程里相關(guān)相圖的章節(jié)有所重復(fù)，對(duì)于復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè)而言，材料科學(xué)基礎(chǔ)里的相圖知識(shí)更重要，因此在物理化學(xué)教學(xué)中完全可以減少多相平衡的教學(xué)任務(wù)，簡(jiǎn)要介紹一些基本概念和原理即可，主要學(xué)習(xí)可在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中完成。同時(shí)，物理化學(xué)中的表面化學(xué)章節(jié)也與學(xué)習(xí)材料表界面課程知識(shí)重復(fù)，在材料表界面課程中更系統(tǒng)豐富地闡述了表面化學(xué)，因此在物理化學(xué)課程也可以酌情減少教學(xué)任務(wù)。此外，像膠體化學(xué)此類(lèi)比較簡(jiǎn)單的內(nèi)容也可以安排學(xué)生自學(xué)，如果擔(dān)心學(xué)生的自覺(jué)性，就可以一些代表性問(wèn)題作為作業(yè)，讓學(xué)生完成。

此外，如果有可能就應(yīng)盡量合理制訂培養(yǎng)計(jì)劃，空出一些課時(shí)，把物理化學(xué)這門(mén)分為兩學(xué)期學(xué)習(xí)，因?yàn)橹挥邢到y(tǒng)、透徹地學(xué)習(xí)才能讓學(xué)生真正走進(jìn)物理化學(xué)的世界。

二、改進(jìn)教學(xué)方法

物理化學(xué)這門(mén)比較讓學(xué)生學(xué)起來(lái)吃力的課程，應(yīng)該積極采取有效的教學(xué)方法，改變這一現(xiàn)狀。

首先要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，比如在學(xué)習(xí)熱力學(xué)的過(guò)程中可以從歷史背景及名人軼事出發(fā)引出熱力學(xué)定律，又如在電化學(xué)中可以介紹鋰電的研究前景、新能源汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀等。興趣始終是學(xué)習(xí)的最好動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是最大挑戰(zhàn)也是最有效的教學(xué)方法。

其次采取案例法[3]、類(lèi)比法[4]等總結(jié)所學(xué)知識(shí)與生活的聯(lián)系及知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)對(duì)比，加深學(xué)生印象，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識(shí)。對(duì)于案例法，我們可以從工業(yè)生產(chǎn)的角度選取一種產(chǎn)品總結(jié)其中涉及的化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等知識(shí)，這樣可以使學(xué)生產(chǎn)生直觀(guān)的學(xué)習(xí)感受，應(yīng)用更好的學(xué)習(xí)方式。物理化學(xué)中有很多知識(shí)是可以用類(lèi)比法學(xué)習(xí)的，如可逆電池與不可逆電池、理想氣體與非理想氣體等。這些類(lèi)比不應(yīng)由老師直接給出，而應(yīng)讓學(xué)生先獨(dú)自完成這些類(lèi)比，最后再對(duì)學(xué)生的類(lèi)比結(jié)果進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，這樣不但可以加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象，更可以鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

傳統(tǒng)的“滿(mǎn)堂灌”教學(xué)方法培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生，最明顯的弱點(diǎn)是思維呆板，缺乏創(chuàng)新能力和發(fā)散思維[5]。因此，我們可以設(shè)置專(zhuān)門(mén)的討論課，在相互交流中使學(xué)生的思維活躍起來(lái)，對(duì)于一些重要概念如熱力學(xué)部分的焓、熵等，讓學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考提出見(jiàn)解，得到教師和其他同學(xué)的幫助和啟發(fā)。討論課不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能形成良好的相互探討和交流的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，有利于發(fā)散思維及創(chuàng)新能力的發(fā)展。

化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文第4篇

關(guān)鍵詞：大學(xué)化學(xué) 案例教學(xué) 氫氧化合反應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）01（a）-0084-01

大學(xué)化學(xué)是一門(mén)涵蓋無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等豐富知識(shí)的基礎(chǔ)課程，知識(shí)點(diǎn)多、面廣。作為我校的一門(mén)全校性公共基礎(chǔ)課，除少數(shù)文科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生外，絕大部分專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都要學(xué)習(xí)這門(mén)課程。因此，學(xué)生構(gòu)成比較復(fù)雜，既有高中學(xué)理科甚至參加過(guò)中學(xué)生化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽的學(xué)生，也有高中階段幾乎沒(méi)有學(xué)過(guò)化學(xué)的學(xué)生。授課中學(xué)生反映，部分學(xué)生習(xí)慣于高中學(xué)習(xí)階段化學(xué)少而精的知識(shí)學(xué)習(xí)模式，對(duì)大學(xué)化學(xué)信息量大、知識(shí)點(diǎn)多的授課特點(diǎn)不適應(yīng)，學(xué)習(xí)上面臨著困難。

針對(duì)大學(xué)化學(xué)課程的這一特點(diǎn)，以及目前學(xué)時(shí)數(shù)的限制，在化學(xué)教學(xué)中引入“案例教學(xué)法”，引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)對(duì)案例進(jìn)行分析，將課本上很多的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)一個(gè)典型例子有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，從而取得更好的教學(xué)效果。案例教學(xué)法起源于1918年，由美國(guó)哈佛大學(xué)工商管理研究院首創(chuàng)，是在教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用事例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法。[1～3]下面以氫氧化合反應(yīng)為案例，來(lái)聯(lián)系大學(xué)化學(xué)中的多方面內(nèi)容，從而對(duì)該案例進(jìn)行全面的綜合分析。氫氣和氧氣反應(yīng)生成水是學(xué)生在剛開(kāi)始接觸化學(xué)就學(xué)習(xí)過(guò)的簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，以之為例可以聯(lián)系大學(xué)化學(xué)課程中多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，使同學(xué)們更好地聯(lián)系和掌握大學(xué)化學(xué)中的內(nèi)容，提高教學(xué)效果。

氫氧化合反應(yīng)方程式：

1 與化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)的聯(lián)系

（1）氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。

1 mol標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的某物質(zhì)B完全燃燒（或完全氧化）生成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的生成物的反應(yīng)熱效應(yīng)稱(chēng)為該物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓，用符號(hào)表示。所以此化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)就等于氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。

（2）水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。

標(biāo)準(zhǔn)壓力下，在進(jìn)行反應(yīng)的溫度時(shí)，由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1 mol物質(zhì)時(shí)的反應(yīng)熱，稱(chēng)為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，用符號(hào)表示。所以此化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)就等于氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。

（3）該化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)如何？

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)可以有以下兩種計(jì)算方法：用標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算，

則=；

用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算，則：

。

（4）該反應(yīng)室溫下（298 K）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下能否自發(fā)進(jìn)行？

等溫等壓條件下，封閉系統(tǒng)不做非體積功時(shí)，化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)是其吉布斯（Gibbs）自由能變是否小于零。即

2 與化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的聯(lián)系

（1）這是一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，為什么兩者混合的氣體在室溫下長(zhǎng)時(shí)間也觀(guān)察不到水生成？

盡管氫氧化合反應(yīng)在常溫下是一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，但是由于兩者的反應(yīng)的活化能非常高，因此，室溫下的反應(yīng)速率極其小，幾乎不反應(yīng)，以至于在長(zhǎng)時(shí)間后也觀(guān)察不到水的生成。

（2）為什么點(diǎn)燃后能迅速反應(yīng)，甚至發(fā)生爆炸？

通過(guò)點(diǎn)燃，使氫氧混合物獲得初始反應(yīng)的能量，氫氣解離成兩個(gè)自由基，這種自由基具有非常強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)活性，成為反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行的活化中心，從而進(jìn)行快速的熱-鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（也叫鏈鎖反應(yīng)）。如果氫氣和氧氣混合物的比例在氫氣爆炸界限范圍內(nèi)（4%～74%），則可能發(fā)生爆炸。

3 與氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)的聯(lián)系

（1）這是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，氫氣是還原劑，被氧化，氧氣是氧化劑被還原。

（2）可做氫燃料電池，半電池反應(yīng)如何？電池符號(hào)如何表達(dá)？標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)是多少？

任何的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池，現(xiàn)在利用氫燃料制備氫燃料電池是清潔能源發(fā)展的一個(gè)重要方向。該電池的電池反應(yīng)如下：

負(fù)極

正極

電池總反應(yīng)，

與氫氧化合反應(yīng)方程相同。

電池符號(hào)可用下式表示：（―）C|H2（p）|KOH（aq）|O2（p）|C（+），該電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)Ecell=φ（+）-φ（-）=0.401-（-0.827）=1.228V，也可以根據(jù)吉布斯自由能變計(jì)算Ecell =1.229 V。

（3）在電池中不能點(diǎn)燃，如何解決氫氧化合反應(yīng)速率慢的問(wèn)題？

可以通過(guò)催化法，提高反應(yīng)的速率。催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速率，其本身在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)組成均不改變的物質(zhì)。所以在燃料電池中，為了便于進(jìn)行電極反應(yīng)，要求電極材料兼具有催化劑的特性，可用多孔碳、多孔鎳和鉑、銀等貴金屬作電極材料。

（4）燃料電池中能量轉(zhuǎn)換效率如何？

燃料電池是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的工作原理不同，燃料電池能量轉(zhuǎn)化效率不受卡諾（Carnot）循環(huán)的限制，而是取決于化學(xué)反應(yīng)的吉布斯（Gibbs）自由能和反應(yīng)熱。燃料電池的理論極限效率。由于電極極化損失、內(nèi)阻和燃料利用率等因素影響，燃料電池的實(shí)際發(fā)電效率可以達(dá)到60%～80%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的發(fā)電方式（發(fā)電效率不超過(guò)50%）。則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，298 K時(shí)氫燃料電池的理論極限效率為。

4 與軍事應(yīng)用的聯(lián)系

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是運(yùn)載火箭等航天飛行器和各種戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略導(dǎo)彈系統(tǒng)的動(dòng)力裝置，而推進(jìn)劑則是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的能源。雙組份液體火箭推進(jìn)劑由于氧化劑和燃料分別裝在兩個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)箱中，使用比較安全，是目前火箭、導(dǎo)彈動(dòng)力系統(tǒng)中使用最多的液體推進(jìn)劑組合。其中氧化劑使用的較多的是液氧，而液氫是其最常用的燃料之一。氫氣和氧氣在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中進(jìn)行燃燒，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生高溫高壓氣體。這些氣體在噴管中進(jìn)行絕熱膨脹，把釋放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，通過(guò)以上分析可以看到，該案例很好地將化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律（化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)以及氧化還原反應(yīng)）及其應(yīng)用（燃料電池、火箭動(dòng)力）等知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)一步深化該案例還可以引入物質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面的相關(guān)內(nèi)容。

本科教學(xué)中一個(gè)很重要的任務(wù)就是教師在課堂教學(xué)中要自覺(jué)引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，在課堂中引入簡(jiǎn)單的例子，而從不同的角度對(duì)其進(jìn)行分析，聯(lián)系多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生掌握書(shū)本知識(shí)，增強(qiáng)綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭俊輝，曹旭華，王富忠.案例教學(xué)效果的最優(yōu)模型探索[J].高等工程教育研究，2010（3）：36-37.

化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文第5篇

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)不是無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)兩門(mén)課程的疊加，教學(xué)內(nèi)容豐富，概念和理論知識(shí)較多，各章節(jié)之間的獨(dú)立性較強(qiáng)。因此合理安排教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法及思維方式無(wú)疑是大一第一學(xué)期開(kāi)設(shè)這門(mén)課的關(guān)鍵。在內(nèi)容的安排上，前兩章首先回顧高中的一些化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，并介紹了誤差及數(shù)據(jù)處理，稀溶液的依數(shù)性和膠體溶液。然后，第三和四章主要介紹化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)及化學(xué)平衡，讓學(xué)生掌握反應(yīng)三要素:反應(yīng)方向即吉布斯函數(shù)變，反應(yīng)快慢即反應(yīng)速率常數(shù)，反應(yīng)限度即反應(yīng)平衡常數(shù)。第五章主要介紹物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，離子鍵及共價(jià)鍵理論和晶體結(jié)構(gòu)。第六、七、八和九章分別介紹酸堿平衡、溶解沉淀平衡、氧化還原平衡和配位平衡及其對(duì)應(yīng)滴定分析法，讓學(xué)生掌握測(cè)試固體或溶液中某種元素含量的分析測(cè)定方法。最后，第十、十一和十二章主要介紹一些簡(jiǎn)單儀器分析法及原理，例如:第十章吸光光度法，不僅要介紹該方法的原理朗伯－比爾定律，還要介紹目視比色法、示差法和標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法三種常用的吸光光度法分析法。內(nèi)容上總體上是先講理論原理，再介紹知識(shí)點(diǎn)，將理論原理融入生產(chǎn)實(shí)踐中，使學(xué)生較快地掌握化學(xué)理論，再通過(guò)課堂上的一些練習(xí)題，使學(xué)生加深教學(xué)內(nèi)容的記憶，知識(shí)更加系統(tǒng)。這樣不僅可以將無(wú)機(jī)和分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)有機(jī)的融合，還可以將理論應(yīng)用到生活實(shí)踐中。在一學(xué)年的學(xué)習(xí)中，總共80學(xué)時(shí)，第一學(xué)期學(xué)習(xí)前六章共計(jì)48課時(shí)，第二學(xué)期學(xué)習(xí)后六章共計(jì)32課時(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該精選教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生掌握化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)并具備較寬的知識(shí)面，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，教師要熟悉該課程的教材，根據(jù)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)，合理制定教學(xué)大綱和教學(xué)培養(yǎng)方案，精煉教材的內(nèi)容，對(duì)于中學(xué)已經(jīng)學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí)或者與專(zhuān)業(yè)聯(lián)系較少的理論知識(shí)可以簡(jiǎn)略講解。比如:第四章的化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)平衡，化學(xué)反應(yīng)速率的定義，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素以及化學(xué)平衡的移動(dòng);第八章氧化還原反應(yīng)的定義，配平，得失電子，氧化劑和還原劑等概念知識(shí)。這些知識(shí)點(diǎn)中學(xué)都已經(jīng)涉及過(guò)，教師在授課時(shí)只要簡(jiǎn)單介紹即可。對(duì)于能源化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)而言，水煤漿的開(kāi)發(fā)和利用是近年來(lái)的一個(gè)熱點(diǎn)，也是煤炭清潔利用的重點(diǎn)。因此，對(duì)于第二章分散系的內(nèi)容應(yīng)該詳細(xì)講授，再介紹水煤漿分散系。

2激發(fā)學(xué)生興趣

興趣是最好的老師，要學(xué)好無(wú)機(jī)及分析化學(xué)，首先要激發(fā)學(xué)生的興趣。第一，在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)這門(mén)課的緒論課上，主要介紹化學(xué)的作用及學(xué)習(xí)方法。第二，闡明化學(xué)與人類(lèi)生活之間密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)。第三，無(wú)機(jī)及分析化學(xué)是化學(xué)、化工類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，其作用無(wú)論是對(duì)以后的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)還是將來(lái)從事工作都具有重要的意義。第四，在平時(shí)的課堂教學(xué)中，可以多講一些貼近生活的例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，在介紹影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時(shí)，舉例說(shuō)明，夏天食物容易變質(zhì)，我們可以將食物放進(jìn)冰箱中保存，以防止變質(zhì)。這是通過(guò)降低溫度，達(dá)到降低食物變質(zhì)的速率。汽車(chē)尾氣CO和NO是嚴(yán)重的環(huán)境污染物，從熱力學(xué)的角度講，CO+NON2+CO2可以發(fā)生，但是遺憾的是，在通常狀況下，該反應(yīng)進(jìn)行的非常之慢，以致不能有效地去除車(chē)道內(nèi)的CO和NO。因此，有必要對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率問(wèn)題進(jìn)行研究，必須考慮外界因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，由此可引出本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。第五，在教學(xué)過(guò)程中，穿插介紹一些與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的科技發(fā)展新動(dòng)態(tài)及前沿知識(shí)，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3綜合利用各種教學(xué)方法

現(xiàn)階段的教學(xué)方法多種多樣，而在實(shí)際教學(xué)中，各種教學(xué)方式應(yīng)該相互結(jié)合、取長(zhǎng)補(bǔ)短。根據(jù)我校無(wú)機(jī)及分析化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，可以概括為以下幾點(diǎn):第一，增加課堂討論。針對(duì)一些在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生搜集資料，進(jìn)行課堂討論。在討論的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力;第二，讓學(xué)生走上講臺(tái)。讓學(xué)生走上講臺(tái)不僅可以體驗(yàn)教師備課的準(zhǔn)備過(guò)程，還可以鍛煉學(xué)生的能力;第三，運(yùn)用多媒體教學(xué)，可以使微觀(guān)概念及理論形象化。例如，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)這一章，學(xué)生一般較難理解，如果用多媒體課件和化學(xué)軟件以動(dòng)畫(huà)的形式去展現(xiàn)，課程內(nèi)容會(huì)更加形象、生動(dòng)。這樣的教學(xué)不僅有利于學(xué)生理解、記憶，還可以活躍課堂氣氛。第四，對(duì)于公式推導(dǎo)，應(yīng)該板書(shū)推理過(guò)程引導(dǎo)學(xué)生理解。在教學(xué)中應(yīng)避免盲目使用多媒體教學(xué)，要將多媒體與其他教學(xué)手段結(jié)合起來(lái)，才會(huì)使學(xué)生理解公式的推導(dǎo)過(guò)程，并能較好的應(yīng)用公式。

4培養(yǎng)學(xué)生能力

為了調(diào)動(dòng)能源化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)基礎(chǔ)課程的興趣，可以積極組織各類(lèi)化學(xué)競(jìng)賽活動(dòng)。我省有各類(lèi)化學(xué)競(jìng)賽，例如:化學(xué)視頻大賽，化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽和趣味化學(xué)競(jìng)賽等。近年來(lái)，教育部門(mén)堅(jiān)持開(kāi)展國(guó)家級(jí)、省部級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有望培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力，推動(dòng)全民創(chuàng)新。此外，為了鼓勵(lì)和培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新激情及能力，我們學(xué)校也開(kāi)展了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目均是由學(xué)生親自撰寫(xiě)項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)，申請(qǐng)答辯ppt，中期考核表，結(jié)題報(bào)告和結(jié)題答辯ppt等資料。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力，還為學(xué)生日后工作和學(xué)習(xí)培養(yǎng)科學(xué)合理的方法和實(shí)踐能力提供了基礎(chǔ)。

5適應(yīng)專(zhuān)業(yè)要求

能源化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的技術(shù)性和實(shí)踐性較強(qiáng)，在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)的教學(xué)中，要把握專(zhuān)業(yè)的特殊要求，認(rèn)真學(xué)習(xí)我校能源化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案，深入研究教學(xué)大綱，充分了解無(wú)機(jī)及分析化學(xué)在整個(gè)專(zhuān)業(yè)課程體系中的作用，明確教學(xué)過(guò)程中的內(nèi)容和重難點(diǎn)。例如，化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)章節(jié)的內(nèi)容應(yīng)該詳細(xì)講解。這部分內(nèi)容對(duì)于能源化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，可以更好地理解能源轉(zhuǎn)化及利用過(guò)程中的一般規(guī)律，為高效、低碳環(huán)保使用能源奠定基礎(chǔ)。

6結(jié)論