非平衡化学反应的热力学

化学现象是由反应速率表征的,只有在非平衡条件下化学反应过程才会呈现出非零的反应速率.因此化学现象本身是一种非平衡现象,化学热力学应属于非平衡态热力学(也称不可逆过程热力学)的范畴.但是传统的化学热力学主要限于研究平衡态和可逆过程,其主要原因是长期以来整个非平衡态热力学缺乏一个较为令人满意的理论.但在最近二、三十年间非平衡态热力学取得了巨大的进展.本文简要讨论与化学反应有关的非平衡态热力学的进展.     

非平衡非线性化学

概述了非平衡非线性化学的主要研究内容和最新进展,着重介绍了各种非平衡非线性化学现象以及与之有关的非平衡态热力学理论和非线性化学动力理论;介绍一些典型的理论方法和实验手段以及涨落化学的概念;讨论了非平衡非线性化学研究的意义以及与其它科学尤其是生物学的联系。     

前言

<正>化学热力学是物理化学的重要分支学科.化学热力学应用热力学原理研究物质体系中的化学现象和规律,依据体系的宏观可测性质和热力学函数关系判断体系的稳定性、变化的方向和变化的程度.相平衡、化学平衡、热平衡、分子构象的稳定性、分子间的聚集与解离平衡等许多重要问题都需要用化学热力学的原理和方法进行判断和解决.化学热力学的主要特点是具有坚实的理论基础,其原理具有高度的可靠性和普适性,因此对理论研究和实际应用都有重要指导意义.化学热力学的研究范畴决定了它与化学乃至化学学科以外的其     

基于发展初中生化学学科核心素养的“分子”教学设计 ——分子构成物质的模型建构与应用

基于化学学科核心素养理念,以宏观的实验数据和现象作为切入点,引出分子的性质与构成,在此基础上,重点介绍由分子如何构成物质的微观模型,再运用该模型解释物质的性质、变化与种类的宏观问题,并在此过程中培养学生化学学科核心素养。     

实验对化学概念学习的促进作用——以“胶体”教学为例

以苏教版《化学1》“胶体”的教学为例,分析化学概念的教学中怎样创设实验情境,将微观世界的变化以宏观的现象展现出来,促进学生对化学概念的理解。     

反应动力学的交叉分子束研究(摘要)

随着科学的进步,人们希望能够用微观的方法来了解宏观现象,掌握物质运动的规律。化学现象都是由电子与原子核排列组合发生的现象,量子力学能够充分表示电子和原子核的运动规律,从原理上讲,用量子化学观点解释化学问题没有根本的困难。但是实际上,困难是很多的,还是要做微观化学的研究。微观化学研究主要有两个目的:(1)了解宏观现象;(2)发现新现象,提出新理论,推动量子力学的发展。在微观化学研究中,分子束方法是基本的和重要的。有许多化学观象,人们总觉得很神秘,很奇怪,这是因为对微观过程不了解。例如,最早认为I_2+F_2→2IF是一个基元反应,后来用交叉分子束的方法,使I_2与F_2直接碰撞,发现它们不会直接生成两个IF分     

液体火箭发动机燃烧稳定性非线性理论

初步建立液体火箭发动机燃烧稳定性非线性场振子模型、均匀反应器声振模型、声学模式非线性相互作用模型和非平衡热力学模型, 分析了化学动力学激发的燃烧不稳定现象的规律. 分析表明: 高的活化能不利于燃烧稳定性; 燃气向周围环境的传热是重要的Hopf分岔参数; 燃烧室声学模式之间存在竞争与合作关系; 从非线性非平衡热力学可以推导出燃烧稳定性的热力学判据. 分析结果说明化学动力学是燃烧不稳定的重要激励机理.     

一个简单的能呈现二分岔现象的双分子反应模型

二分岔现象(pitchfork bifurcation)是非平衡非线性动力系统中最典型和最简单的分岔现象.1972年Schlogl提出了如下一个化学反应模型: A+2x?3X,X?B (1)假定组份A和B的浓度可由外界控制为恒定,在某些条件下该模型可呈现出二分岔现象.自那以后,Schlogl模型已成为人们研究非平衡相变时最广泛采用的理论模型,该模型对推动非平衡非线性现象的研究起了十分重要的作用.但从物理-化学的角度来看,该模型存在着如下一些问题:首先该模型涉及一个三分子自催化反应步骤,这种反应步骤在现实反应系统     

前言:化学热力学专刊

<正>化学热力学是物理化学和热力学的一个重要分支学科,其利用热力学原理研究物质体系中的化学现象和规律,根据物质体系的宏观可测性质和热力学函数关系判断体系的稳定性、变化方向和变化的程度.学科交叉发展对化学热力学不断提出新的、更高的要求,化学热力学研究目前已涵盖溶液化学热力学、热化学、相平衡、热分析、统计热力学与分子模拟、生物化学热力学、材料化学热力学、绿色化学热力学、胶体界面化学热力学、能源化学热力学等方向.发展化学热力学理论、方法和手段,解决多年来一直没有解决的重要化学热力学难题,     

潮汕工夫茶校本化学课程的开发与实践

以潮汕工夫茶文化为背景,深度挖掘工夫茶潜在的化学资源,提炼成校本化学课程。进而按学生发展核心素养要求,将课程知识要点与育人计划有效结合起来,设计成课堂教学方案。在实践教学中,首先由宏观现象入手,剖析宏观现象与微观分子间的相互关系,建立起宏观与微观间的认知模型;其次,借助化学成分的提取原理,去认识茶艺师是如何利用工艺条件的细微变化,以及精妙的冲泡操作,来调和出芳香美味的工夫茶汤;最后,让教学在文化与科学之间穿插,在古典哲学与现代教育思想间对流,这不仅能引导学生探寻文化中的科学道理,培养其崇尚科学的精神;而且还能在茶艺中让学生了解潮汕先民泡茶追求天人合一的精神,从而领悟到做事应精益求精,才能给生活创造出无限美的人生哲理。     

多重平衡现象与化学问题解决

多重平衡现象蕴含着丰富的内涵,可以灵活地运用于多种化学问题解释和化学计算。本文探讨多重平衡的应用。     

配位化学中的镜面对称性破缺——纪念配位化学创始人维尔纳首次拆分八面体Co(Ⅲ)络合物100周年

镜面对称性破缺（mirror symmetry breaking,简称MSB）,是指在一个热力学非平衡体系中非零ee值的状态可以自发地从非手性或消旋态中产生的现象。随着现代X射线衍射技术对晶体结构的阐明以及固体CD光谱表征方法的日益普及,在配位化学领域中发现的各种MSB现象层出不穷,但是其预测和调控及其发生的某些真实机理仍旧是悬而未决的科学难题。本文介绍与MSB现象（自发拆分和绝对不对称合成）相关的概念、表征方法和实例,并特别探讨了单核或寡聚惟手性金属中心络合物MSB现象的研究及其应用。     

化学反应速度常数与平衡常数的关系

在复杂反应中,可逆(对峙)反应较为常见。其特点是反应同时可在正逆两方面进行。一般化学教科书根据当反应达到平衡时,宏观上反应速度等于零,如用幂函数形式表示反应速度,     

核心素养导向下的科学概念教学*——以“氧化还原反应”为例

“氧化还原反应”是化学学科的核心概念。氧化还原反应理论是对微观粒子发生变化的认识,其学习过程应从化学反应的宏观现象出发辨识物质种类,借助反应物微观粒子模型和生成物微观粒子模型探析粒子变化,从而得出发生氧化还原反应时反应物中原子是如何转化成生成物中原子的,通过分析典型反应对氧化还原反应本质有清晰的认识之后,可不直接研究反应,而间接分析化学方程式得出反应物到生成物是否有电子的转移。     

化学微观表征的方法与教学策略

将化学宏观现象进行形象、直观与动态的微观表征,能激发学生的学习兴趣,协助学生理解化学原理与规律。在几种不同形式的微观表征方法中,微观表征图能有效地消除相异构想,是建构化学三重表征的突破口,有利于化学三重表征的转化与融合。     

氧对非平衡等离子体甲烷脱氢偶联反应的影响

氧对非平衡等离子体甲烷脱氢偶联反应的影响雷正兰陈栋梁刘万楹＊（中国科学院成都有机化学研究所天然气开放实验室６１００４１）甲烷偶联形成Ｃ２烃是甲烷直接转化的重要反应。非平衡等离子体条件下甲烷脱氢偶联是获得Ｃ２烃的一种新方法。不用催化剂，利用非平衡等离子...     

鱼腥草注射液与其药材挥发油相关组分的分析

利用GC-MS提供的二维化学数据信息,通过多组分波谱相关色谱方法及化学计量学分辨技术,对中试生产的鱼腥草注射液及其对应的药材挥发性成分进行比较和归属分析。结果表明,在药材和注射液图谱的40个峰族中,只有5个非相关峰族,即在药材制成成品注射液过程中,尽管大量组分出现了浓度消长的现象,但是成品注射液的绝大部分成分来自药材,其中仅有少数组分出现了消失和生成现象。     

非平衡等离子体条件下甲烷脱氢偶联反应

非平衡等离子体条件下甲烷脱氢偶联反应刘万楹，雷正兰（中国科学院成都有机化学研究所天然气化学开放实验室，６１００４１）甲烷直接转化是天然气化学研究和天然气化学利用的重要课题。甲烷偶联形成Ｃ２烃具有重要的学术和经济意义。甲烷氧化偶联研究已取得了一些有意义...     

化学陈述性知识的认知方式与表征

从宏观现象入手、在微观层次做分析研究、借助化学符号系统做描述,是化学陈述性知识的认知方式。借助认知心理学关于知识心理表征的理论,描述化学陈述性知识的学习过程。引用中学化学电解质溶液和溶解度的教学实例,讨论在教学设计和组织中如何运用化学科学的认知方式,诊断学生学习存在的问题,帮助学生有效学习,正确表征化学陈述性知识。     

受高斯白噪声影响的有限化学反应体系的随机热力学——外噪声对化学反应体系影响的有效热力学量度

通过分析噪声对跃迁概率的不同影响,借助Novikov定理及MSR理论,建立了受多源白噪声影响的有限化学反应体系的有效主方程及有效熵平衡方程,导出非平衡定态时这类噪声体系熵产生的一般表达式,揭示涨落熵产生的统计内涵及噪声贡献,并针对非宏观量级的外噪声,借助扰动按分布参数分离法及有效主方程的Kramers-Moyal展开,进一步对简单加合性噪声建立了非平衡定态宏观稳定性判据的随机模拟,论证了噪声对化学反应体系定态稳定性的弱化作用.