基于微课的“物理化学实验”翻转课堂教学案例设计

针对物理化学实验课程的特点,设计了"微课在前,翻转在后,实验探究,评讨结合"的实验教学流程,并以原电池电动势的测定实验项目为例,详细阐述了如何实施基于微课的翻转课堂实验教学。     

基于两性离子型季铵盐-KI的温度控制自分离离子液体(IL)催化体系用于二氧化碳固定反应（英文）

随着在世界各国工业化进程不断加快,人类对煤、石油、天然气等化石燃料的需求越来越大,既加速了能源短缺,又排放了大量CO_2.CO_2又成为分布最广、价格便宜和储量丰富的碳资源.人类除了努力做到CO_2减排,又可将其转化为能源、材料和各种化工产品.CO_2与环氧化合物发生偶联反应生成环碳酸酯,具有原子经济性,符合绿色化学的观点,是最有前景的方法之一.CO_2可以与三元环氧化合物发生偶联反应生成五元环状碳酸酯,它是当今合成环碳酸酯比较成熟的方法.已经被设计合成并应用的高效催化体系有离子液体催化剂、金属盐或氧化物催化剂、有机催化剂、希夫碱金属配合物催化剂以及大环金属配合物催化剂等等,但最有效的催化剂还是均相催化剂,其最大的缺点在于催化剂和产物分离困难.既有均相催化剂高的催化活性,又能像多相催化剂易于分离,是人们设计新催化剂的目标.本文设计合成了一系列含有不同烷基链长度的两性离子型季铵盐(ZTQAs),可以与KI协同催化CO_2与环氧化合物偶联反应.随着烷基链的增长,ZTQAs在碳酸丙烯酯中表现出温度调控的自分离特性.通过X射线光电子能谱和量子化学计算证实,ZTQAs与KI之间存在明显的相互作用,从而增强了碘离子的亲核能力.当反应条件为125 ℃,CO_2压力1.5 MPa以及1mol%催化剂用量下,DTPS/KI催化剂取得了良好的收率(95.1%).并且该催化剂可以从催化系统中自发的析出,因而既表现出均相催化剂的高活性,又可以像非均相催化剂那样循环使用.该催化剂催化各种环氧化合物与CO_2偶联反应中均显示出良好的催化性能     

甲醛光催化降解反应机理的量子化学研究

分别采用B3LYP,MP2方法在6-311++G(2df,pd)水平研究了甲醛光催化降解反应的微观机理,找到了可能的反应通道,预测反应产物为HCOOH与H2O.并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率.成功地解释了实验结论.从键长和能量的变化角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,整个反应通道中各势能面均较低,从理论角度分析该反应室温下能够进行,为空气中的甲醛降解反应的实验研究提供理论依据.     

CH2ClO与NO反应机理的理论研究

采用B3LYP, MP2方法在6-31＋(d,p)和6-311＋＋G(d,p)水平研究了CH₂ClO自由基与NO反应的微观机理, 找到了三个可能的反应通道. 并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率. 成功地解释了Wu等的实验结论. 从电子密度拓扑分析的角度, 讨论了化学反应过程中化学键的变化规律, 为实验研究大气化学反应提供理论依据. 找到了该反应的结构过渡态(结构过渡区)和能量过渡态, 发现了反应热与结构过渡区之间的关系.     

物理化学实验项目改进创新——以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例

通过分析电化学法测量化学反应热力学函数变化值实验中测定结果与预期结果偏差大、实验数据重现性差的原因,结合教学实践,采用循环水恒温电动势测定装置,测量锌-铜电池在不同温度下的电动势,进而推导反应热力学函数变化值,以提高教学的实效性,促进学生设计能力和创新能力的发展。     

CH2ClO与NO反应机理的理论研究

采用B3LYP,MP2方法在6-31 (d,p)和6-311 G(d,p)水平研究了CH2ClO自由基与NO反应的微观机理,找到了三个可能的反应通道.并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率.成功地解释了Wu等的实验结论.从电子密度拓扑分析的角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,为实验研究大气化学反应提供理论依据.找到了该反应的结构过渡态(结构过渡区)和能量过渡态,发现了反应热与结构过渡区之间的关系.