有限势库化学机最大输出功时循环最优构型

基于有限势容高化学势库和无限势容低化学势库间工作的等温内可逆化学机,在循环总时间一定的条件下,应用最优控制理论导出了一类普适传质规律下对应于最大输出功时化学机循环最优构型.特例分析表明传质定律为g∝△μ(△μ为化学势差)时循环最优构型为低化学势侧工质中关键组分的化学势(或浓度)为常数,而工质与有限势容高化学势库间关键组分的化学势(或浓度)均随时间呈非线性变化且化学势之差(浓度之比)为常数的等温内可逆化学机循环;传质定律为g∝△c(△c为浓度差)时循环最优构型与传质定律g∝△μ下循环最优构型存在显著不同;当高化学势库也为无限势容化学势库时,循环最优构型由两个等化学势传质分支和两个等质量流率分支组成,且与具体的传质定律无关.本文的研究对象具有一定的普适性,研究结果对于实际化学机的优化设计与最优运行具有一定参考价值.     

稀溶液中化学势的计算以及渗透压公式的推导

将溶液中某组分化学势的计算方式归纳为两种:(1)利用气液平衡时,溶液中某组分的化学势和气相中该组分的化学势相等这一关系来计算;(2)利用溶液中某组分化学势的全微分表达式直接积分来计算。在此基础上,给出了渗透压公式的一种新推导方式,并指出部分物理化学教材关于渗透压定义(Π=p2-p1)的不合理性以及推导渗透压时存在的不妥之处。     

化学平衡态的存在性、唯一性与稳定性问题

化学平衡是物理化学课程的重要教学内容,本文对化学平衡态的存在性、唯一性与稳定性问题进行了系统与全面的讨论,以供同行在化学平衡教学中参考.     

高中生化学平衡迷思概念的调查研究

通过调查发现学生在学习化学平衡之后,仍然对化学平衡中的5大中心概念问题:(1)动态平衡的判断;(2)浓度、温度、压强(体积)等对化学平衡的影响;(3)浓度、温度、压强(体积)等对化学平衡反应速率的影响;(4)盐类对溶解平衡的影响;(5)惰性气体对化学平衡的影响等存在大量的迷思概念。在此基础上论文汇总了学生在化学平衡学习过程中存在的重要迷思概念以及对重要迷思概念产生原因进行了分析,最后得出结论,传统的教学很难转变学生的迷思概念。     

从科学概念本体和发展史视角对化学平衡相关问题的分析

中学化学教学中关于化学平衡的认识存在多种误区,本文先从科学概念本体的视角系统考察了化学平衡的相关概念,对各种认识误区进行了分析,明确了原有分析化学平衡问题的视角的缺陷;再从科学概念发展史的视角探讨了化学平衡问题的分析方法,确立了符合热力学基本规律的更科学、更实用的化学平衡问题的分析工具——平衡常数;最后明确了基于平衡常数的化学平衡的相关认识及其基于平衡常数的平衡观构建的重要价值,可促进教师更加科学地认识化学平衡问题,关注并在教学中落实化学平衡常数的教学价值,为中学化学中四大平衡的教学提供借鉴和参考。     

化学平衡的信息化教学工具研究——以合成氨为例

针对现行化学平衡教学中存在的突出问题，研发了一款以合成氨为例的化学平衡知识学习和习题验证的教学软件。该软件采用了可视化的技术，用柱状图、曲线、数据来展示反应达到平衡的动态变化过程，便于学生从反应平衡的图像和数据中获取信息并进行推理，从而认知化学平衡的原理。该软件不仅能用于化学平衡各概念的教学，也能为化学平衡习题课的讲解创设必要的教学情境。     

《化学反应原理》中与化学平衡常数有关的几个问题

论证了中学教材为什么要引入化学平衡常数,讨论了中学教材中的化学平衡常数是经验平衡常数还是标准平衡常数,指出了应用平衡常数表达式进行计算时须遵循的规则。重现了人教版、鲁科版和苏教版《化学反应原理》教材中与化学平衡常数有关的几道例题及其解题过程,分析了解题过程中存在的问题,并提出了解决问题的策略。     

稀溶液的渗透压、化学势、外压与蒸气压关系

以外压对化学势的影响为主线,从外压对化学势的改变和外压对稀溶液蒸气压的改变两个方面,讨论了稀溶液的渗透压、化学势、外压与蒸气压关系。以帮助学生更好地理解和掌握这些基本概念。     

再探化学平衡移动方向问题

指出在化学平衡移动方向判断中存在的错误认识,提出了对化学平衡移动方向进行判断的2种简单、有效的方法。阐述了化学平衡移动的实质,指出了勒夏特列原理在判断平衡移动中隐含的应用条件。分析了平衡移动是一过程变量,它与平衡时的状态参数无必然关系,不能用等效平衡原理作为平衡移动的判据。     

物理化学中化学势的含义及应用详解

对化学势概念作了比较详细的解读，并结合扩散、相变化、渗透以及化学变化等过程，对化学势判据在这些过程中的应用给出了图文并茂的说明，借此充分阐述了化学势所体现的化学中变化趋势的这一势的含义。     

流体熵相关性质的Monte Carlo模拟新方法

提出了用于计算实际体系熵相关性质的Monte Carlo多级取样分子模拟方法. 应用这一方法, 对硬球流体的化学势及Helmholtz自由能进行了估算, 得到了满意的结果. 计算化学势时, 不存在通常试验粒子方法所遇到的高密度问题. 该方法特别适合规律性的系统研究, 较之普通模拟方法要有效得多. 模拟得到的硬球体系无限稀释组份的超额化学势与对比直径的关系, 在相变区域为一条双凹曲线; 无论是在相变区还是在单相区, Carnahan-Starling公式对这一关系的描述均有较大偏差.     

用化学平衡常数证明影响化学平衡的因素

在中学化学影响化学平衡条件的教学中,依据中学化学教材介绍的化学平衡常数表达式,来分析和证明影响化学平衡移动的因素,这是一种新教法。此教法能使学生快速明白和快速判断化学平衡移动的方向。同时,还能使学生进一步理解化学平衡常数的意义。     

流体熵相关性质的Monte Carlo模拟新方法

提出了用于计算实际体系熵相关性质的Monte Carlo 多级取样分子模拟方法.应用这一方法,对硬球流体的化学势及Helmholtz 自由能进行了估算,得到了满意的结果.计算化学势时,不存在通常试验粒子方法所遇到的高密度问题.该方法特别适合规律性的系统研究,较之普通模拟方法要有效得多.模拟得到的硬球体系无限稀释组份的超额化学势与对比直径的关系,在相变区域为一条双凹曲线;无论是在相变区还是在单相区,Carnahan-Starling 公式对这一关系的描述均有较大偏差.     

平衡移动原理在盐类水解题中运用的一个误区

在盐类的水解中,存在水解平衡,水解平衡也是一种化学平衡,它同样遵循化学平衡移动原理,我们应该将化学平衡移动原理准确运用于盐类水解平衡,不可断章取义。[题目]25℃时,等体积等物质的量浓度的NaF和NaCl溶液中离子总数相比()A.前者多B.后者多C.一样多D.无法确定(注:原题出自任     

浅谈化学平衡常数的量纲问题

对于化学平衡常数有无量纲的问题,长期以来,人们争论不休,意见始终未能统一,许多物理化学教科书的说法也不尽相同。有的认为化学平衡常数是有量纲的;有的则认为化学平衡常数是无量纲的;还有的认为由质量作用定律导出的化学平衡常数一般具有量纲,而由热力学基本方程导出的化学平衡常数是无量纲的。     

促进学生认识发展的化学平衡教学设计研究

基于认识方式有关理论及高中生化学平衡认识模型,分析高中生在化学平衡从必修到选修的认识发展情况,进行促进学生认识发展的教学设计,实施课堂教学,并对比传统以知识获得为主的课堂教学,通过学生实际认识测查数据说明促进学生认识发展型教学优于传统教学。建议教师充分挖掘化学平衡常数的认识功能与价值,围绕化学平衡常数开展课堂教学,建立和发展学生对化学平衡的认识。     

不同类型化学平衡的热力学本质

探讨了定温定容下气相化学平衡、复相化学平衡和纯凝相化学平衡的热力学本质。指出，对于不同类型的反应，建立化学平衡的根本原因其实是不相同的，不能简单地都归因于混合过程对系统Gibbs自由能的影响。     

电极电势:从电化学势说起*

对于原电池,电极电势的本质是化学体系对电极材料上电子势能的影响,其正负极电势差反映化学能向电能转化的趋势。电极界面上化学物质的氧化/还原反应是通过何种途径影响到电极上电子势能的,现有的教材和论著没有给出明确的解释。本文基于相间电化学势平衡原则阐明了固液界面上离子平衡与电极上电子电势的关系,并由此给出了标准电势的物理含义:它是构成电极体系一系列物性参数的组合,包括被测电极的电子、离子化学势,工作电极电解液的离子化学势,参比电极的电子、离子化学势和参比电极电解液的离子化学势等。     

膨胀球假想实验与气相反应的平衡转化率分析

化学平衡理论历来是高中化学教学中的难点,其中一些涉及化学平衡移动方向判断、转化率变化的问题灵活多变,内容抽象,教师讲解与学生接受都存在一定困难.笔者在教学时引入膨胀球假想实验对平衡转化率变化情况进行分析,收到较好效果.     

卡尔曼滤波光谱法用于化学平衡研究

提出了光谱法与卡尔曼滤波及因子分析相结合的新方法以研究化学平衡,将复杂的化学平衡视为特殊的多组分混合体系,其中各物种在不同介质中存在相互的平衡,卡尔曼滤波及因子分析被用作有效的化学计量学分辨工具,从光谱数据中提取信息,已用于确定所存在的物种数目和浓度以及平衡常数,本文以部分三苯甲烷试剂为例确定其酸碱平衡常数。