关于Nernst方程的几点讨论

Nernst方程是可逆电池热力学的基础,是电化学中最重要公式的之一。然而,目前物理化学教材中关于Nernst方程的内容较为简单,仅强调其适用于可逆状态,而未对使用条件作深入讨论,学生在使用时易产生错误。本文从Nernst方程的提出与发展、推导方法、使用条件、应用及其背后的科学遗产等方面展开讨论。本论文可为相关教学提供一定参考。     

重力场热力学分析和重力化学势

用分析比较的方法对重力场热力学作了新思考，建立了重力场中的Ｇｉｂｂｓ方程和重力化学势，使处理方法简单通用，与普通热力学方法衔接起来，应用大为方便。     

对一道典型习题解法的探讨

《化学教育》1991年第1期刊登了《化学综合计算题的分类与题解思路（上）》一文。该文例举的一道典型习题的解法,近年来在许多化学书籍及各地交流的化学练习中屡屡出现,影响较大。     

对一道习题的商榷

下面要谈的习题选自《无机化学习题精解》[1] 。原题及解答如下 :　　煤和由煤与水气反应 (C(s) +H2 O(g) =H2 (g) +CO(g) )而得到的水煤气 (CO与H2 的等物质的量混合物 )都可用做燃料 ,设煤含碳 80 %,其余可燃成分忽略不计。试通过计算说明 ,在实际应用上以水煤气代替煤做燃料有什么优缺点 ?(提示 :在任何能量转换的过程中 ,总会有一些能量变成热 ,扩散到环境中 ,例如欲往某体系输入X/kJ的能量 ,实际上需要提供的热量要远大于X/kJ。)　　解 :以 1mol碳计算。　　C(s) +O2 (g) =CO2 (g)　ΔrHm/kJ·mol-1=- 393.5　　若以水煤气代…     

深入认识电化学势及电化学势判据

摘要 从电化学势和热力学第二定律的关系入手,导出了基于电化学势的电化学过程方向判据,即从热力学第二定律的高度对电化学势判据进行了再认识,避免了直接把热力学第二定律Gibbs判据中的化学势改为电化学势去说明问题的错误做法,澄清了电化学系统只有可逆过程而无平衡状态的错误概念,并在此基础上对相关的电化学问题进行了讨论,说明了电化学势概念在电化学基础理论中的重要性。     

深入认识电化学势及电化学势判据

从电化学势和热力学第二定律的关系入手,导出了基于电化学势的电化学过程方向判据,即从热力学第二定律的高度对电化学势判据进行了再认识,避免了直接把热力学第二定律Gibbs判据中的化学势改为电化学势却仍然沿用相同的使用条件去说明问题的错误做法,澄清了电化学系统只有可逆过程而无平衡状态的错误概念,并在此基础上对相关的电化学问题进行了讨论,说明了电化学势概念在电化学基础理论中的重要性。     

超分子体系的物理化学研究进展

本文介绍了超分子化学领域的研究进展, 评述了其中与物理化学有关的研究成果, 并从化学热力学、电化学、化学动力学、胶体与界面化学等几个主要方面加以讨论, 描述了超分子物理化学的基本框架。     

相对活度在物理化学课程中的应用

介绍了相对活度的概念和化学势表达式的通式在物理化学课程中的一些应用,有助于学生深刻理解和系统掌握相关知识,对提高教师的授课效率和学生的学习效率均有一定的帮助。     

2004全国冶金物理化学学术会议在郑州召开

由国家自然科学基金委员会工程与材料学部、中国有色金属学会冶金物理化学学术委员会、中国金属学会冶金物理化学专业委员会、中国稀土学会主办，由中国铝业公司河南分公司、中国铝业公司郑州研究院和中南大学联合承办的2004年全国冶金物理化学学术会议于2004年8月23～27日在郑州召开。来自全国各地的117名代表参加了会议。     

物理化学教学中的几个问题

在长期的物化教学中,笔者常为一些表面上看似简单但认真推敲后却令人费解的问题所困惑,现提出与同行讨论。1二组分液气相图极值点的自由度在大多数二组分液气相图中,由于不同组分分子间作用力的差异,往往使溶液的蒸气压偏离拉乌尔定律的预测值。当这种偏差很大时,便会在T-x图上     

一种判断电化学/化学反应体系热力学自洽性的新方法

介绍了一种判断电化学/化学反应体系热力学自洽性的新方法-“秩法”。结合 实际例子描述了该方法的原理、计算步骤。该方法充分利用矩阵“秩”的概念,由 反应系数矩阵的“秩”直接判断出其中的独立组分数,并且仅当寻找到依赖反应时 才需对有关方程进行求解。因此,“秩法”概念上清晰、直观,且由于可以直接调 用矩阵变换的子程序,程序实现也极为容易。该方法对于电化学、化学及化工反应 过程的模拟将非常有意义。     

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。     

利用物理化学基本原理甄别科技文献数据计算的合理性

在课堂教学设计中,利用物理化学热力学基本原理和方法对吸附领域文献数据处理过程进行分析和更正,增强学生对热力学知识掌握的准确性和系统性,提升学生的学习兴趣和学习自信心,打造充满创造力和活力的物理化学课堂教学模式。     

物理化学中的热力学方法、拓展及应用

主要依托物理化学中的热力学基本原理,浅议热力学方法、简介化工热力学方法和工程热力学方法及应用等。热力学方法主要有循环法、特性函数法、变量变换法、标准状态法、平衡法及极值法、微元法等,并归纳了各种方法的特点、作用及意义。对于学生学习物理化学中的热力学,具有一定的指导意义,拓展了热力学的基本知识。     

关于学习物理化学的一点思考

阐述了建立知识体系的必要性。简要介绍在学习化学热力学及统计热力学时所建立的知识体系     

高锰酸钾作阴极的微生物燃料电池

构建了一个以醋酸钠水溶液为阳极原料、高锰酸钾为阴极氧化剂的双室微生物燃料电池, 考察了阴极溶液浓度、阴极流动状态、外电阻和pH值等因素对电池性能的影响, 监测了电池外电压和两极电极电势的变化过程, 并分析了阴极极化的原因和限制微生物燃料电池(MFC)的关键因素. 研究结果显示: (1) MnO2在碳纸表面的沉积是阴极极化的主要原因, 而溶液流动可以明显降低极化程度; 将高锰酸钾溶解在缓冲溶液中可以进一步降低阴极H+浓差极化; (2) 根据极化曲线可以推断, 影响电池输出功率的决定性因素应是微生物代谢反应速度和微生物与电极之间的电子传递速率; (3) 随外电阻的变化, 电池输出功率出现极大值824 mW/m2, 相应外电阻为300 Ω左右, 这与通过I-V关系曲线推导得到的电池内阻(284±18) Ω相吻合; (4) pH值和高锰酸钾浓度对电池阴极电极电势的影响符合Nernst方程.     

利用前沿研究提高物理化学的教学效果

物理化学课程中抽象的概念、大量的公式以及结论的经典性容易给学生造成授课内容远离前沿研究的错觉。可以在授课过程中将前沿研究与课程内容相结合来改革物理化学教学。主要的实例包括：（1）利用△G判据分析利用水分解反应制取氢气的热力学要求;（2）利用离子互吸理论和双电层理论解释纳米孔的离子选择性;（3）基于化学势和电化学势的概念来推导浓差电池的电动势。通过揭示物理化学基本原理对上述前沿研究的指导作用来拓宽学生的视野,培养学生的学习兴趣,从而改善了课程的教学效果。     

物理化学教材中各类化学反应等温式的完整导出和介绍

本文介绍在物理化学教材中,以化学势为主线,籍此系统而又完整地导出各类化学反应的等温式。一方面可进一步巩固和强化学生对各类物质化学势及其表达式的理解和应用,另一方面还可以非常直接地明晰各类化学反应等温式的来龙去脉,并帮助学生正确理解和计算各类化学反应标准摩尔Gibbs自由能Δ_r G_m^?、标准平衡常数(又称热力学平衡常数) K^?和反应商Q,从而有助于取得较好的教学效果。     

AlON-VN复合材料的物理化学分析

本文在对V-Al-O-N体系热力学分析的基础上热压合成了阿隆-氮化钒(AlON-VN)复合材料.通过XRD和TEM分析证实合成了AlON-VN复合材料.对AlON-VN复合材料抗氧化性能分析表明,AlON-VN复合材料具有较好的抗氧化性能.