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,     

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     

从分子图像到热力学框架——物理化学教学的探讨与实践

化学的核心是基于原子分子的图像认识世界、创造物质,化学教育需要培养学生掌握相应的思维方式。在物理化学类课程建设中,浙江大学化学系尝试把宏观化学的基本理论框架,即热力学理论建立在原子分子水平上。具体地是先简述量子化学对单个原子、分子能级结构的处理,然后利用统计热力学的基本原理,从这些量子化的能级导出宏观系统的三个基石性概念(能量、熵、温度)和一条基本定律(熵增加原理),从而建立分子图像的热力学。在教学实践中,强调直接从原子分子层面切入、弱化热机理论、理论与实验结果直接关联。在本文中,我们通过几个教学实例来分享我们的教学经验。     

化学热力学公式的记忆方法

物理化学尤其是化学热力学公式多、易混淆,学生记忆负担较重。介绍了巧记物理化学中热力学函数关系式和简要分析二元系统固液平衡相图的方法,并以熵变计算为例介绍了物理化学的解题技巧。     

热力学标准态

热力学标准态姚天扬（南京大学化学系２１００９３）在化学热力学中标准状态（简称标准态ＳｔａｎｄａｒｄＳｔａｔｅ）是一个重要而抽象难懂的概念，它贯穿整个化学热力学。波及化学动力学及统计热力学。本文将从物理化学教学角度对标准态作一较全面的论述。标准态概念化...     

化学热力学综合性习题的设计

物理化学习题的设计往往存在如下问题,如专题性太强、综合性不够;在热化学等内容中,习题主要涉及的是气相反应或气-固相反应,溶液相反应很少。以铜-锌电池为例设计了化学热力学综合性习题,该设计加强了化学热力学与电化学之间的联系,并将化学热力学各知识点尽可能地联系起来。本综合性习题的设计对激发学生对物理化学的学习兴趣,加深学生对物理化学内容的理解,以及对促进物理化学教学改革都有一定的助益。     

《化学热力学》评介

化学热力学是物理化学中最早发展起来的一个分支学科,构成物理化学的三大理论支柱之一。化学热力学学科形成过程中,它的概念、理论、方法等都在向物理化学的其他领域,如溶液、电化学、胶体化学、表面化学等渗透。最近３０年中,对于由不同化合物所组成的复杂平衡体系的研究,无论在理论方面还是在技术实践方面都取得了很大进展。例如,在高温条件下发生的化学反应所导致的平衡状态往往有这样的情况,有时同时存在几个相;有时产物在常温下稳定,在高温下却发生剧烈的分解从而使气相有复杂的组成;溶液中的化学过程,特别是当反应生成各种…     

如何理解一些热力学公式的压力条件

物理化学课程公式较多,在推导过程中往往引进某些条件,因此必须十分重视结论的使用条件及其物理意义。本文就我们在物化教学中引用压力条件时所遇到的问题进行一些初步的讨论。一、问题的提出压力常用来描述热力学体系的宏观性质,它具有强度性质。由于压力控制技术的发展,使得被研究的过程可以控制在所希望的压力下进行。     

大物理化学课程教学体系的形成和改革实践

1 国内外物理化学课程结构现状 物理化学是大学化学类专业的一门重要基础课.按照国内大学化学系传统的课程体系编排,一般先讲授无机化学、有机化学和分析化学等描述性内容较多的化学课程,在此基础上,以物理化学和结构化学作为各种化学现象的理论总结,放在高年级开设.最初,物理化学课程包括化学热力学、化学动力学、电化学等内容,后来又增加了统计热力学.结构化学则包括量子力学基础、原子分子结构和化学键理论、晶体结构等,后来又补充了分子光谱等微观结构测定的原理和方法.在具体处理上,物理化学和结构化学作为两门独立的课程开设,一般先开设物理化学,后开设结构化学.两门课程的内容互相独立,彼此之间没有明显的联系,任课教师各自授课,很少相互通气、交流和整合教学内容.     

J. W. Gibbs对化学热力学的贡献——纪念德文《物理化学杂志》创刊一百年

1887年Ostwald和van’t Hoff合办的德文《物俚化学杂志》创刊,看来可以作为物理化学学科形成的标志。而1876年与1878年分两部分发表的J.W.Gibbs的论文《论复相物质的平衡》,却可以作为经典热力学和化学热力学成熟的里程碑。今年是《物理化学杂志》创刊一百周年,也是Gibbs对化学热力学的奠基工作引起化学界关注和广泛传播的一百年,翻阅一下Gibbs的论文,更加感到他的贡献是不可磨灭的。Ostwald说,Gibbs“赋予了物理化学一百年的形式和内容。”如果就化学热力学所涉及的领域来说,这个评价是毫不夸张的。在此,我们想就Gibbs对化学热力学的贡献作些介绍,或许可以增进一些读者对这位化学热力学奠基人的了解。     

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。     

物理化学界的一代宗师 大学教师的楷模

黄子卿教授1900年元月诞生于广东梅县.他从事物理化学科研和教学工作近60年,学识渊博,学术造诣精深,治学严谨,堪称我国物理化学界的一代宗师.他的研究工作涉及电化学、生物化学、溶液理论等诸多方面,讲授过物理化学、化学热力学、统计力学、电化学、溶液理论、化学动力学等课程,为我国物理化学学科的发展作出了奠基性的贡献,给我们留下了宝贵的精神财富.今年适逢黄老百年诞辰,特撷其生平一二以志纪念.     

国内外典型教材的热力学教学内容及教学思路比较

目前物理化学教学在“量子先行”和“热力学先行”两种策略的选择上依然存在争论,热力学是物理化学的重要组成部分,本文分析和比较了国内外10本典型教材在热力学教学内容安排上的现状,提出了发展方向和建议,希望对物理化学教学和教材建设提供依据。     

关於华保定同志的意见的讨论

(一) 自从”关於相规的推导法的一点补充意见”一文在本年化学通报1月号发表后,我们非常高兴地读到了华保定同志所提的,关於“体系中任一组分在体系的各相中是否都存在”这一问题的讨论意见。华同志的意见实际上接触到一个更为重要的问题,即是否足够注意“热力学理论的宏观性质”的问题。因此,先把这一问题提出来谈一谈,我想一定会有许多同志感觉兴趣的。我们知道相规是热力学的一部分,而热力学是一种宏观理论。在热力学中所用的描写物态的变数和函数都是宏观量。从分子运动论看来,也就是从微观方面看来,这些宏观量都是平均数,都是统计     

物理化学基础知识在化工热力学教学中的应用

化工热力学是化学工程与工艺专业的专业核心课,它与物理化学联系紧密,后者是前者学习的基础。在化工热力学新知识点的授课中,及时引导学生回顾物理化学的相关知识点并予以阐述,强调两门课程的相互渗透,将有助于学生更好地理解和掌握化工热力学知识,提高教学质量,达到更好的教学效果。本文结合物理化学和化工热力学的课堂教学实践,就物理化学中的热力学基础知识在辅助化工热力学教学过程中的应用提出了一些实例和自己的体会。     

热力学方程在计算热力学函数中的应用

热力学方程是包含热力学基本方程、热力学状态方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程在内的广泛的一组方程。文中对目前物理化学教材中很少提及的其他热力学状态方程进行了系统的总结和推导,同时强调理论的系统性和完整性在教学中的重要性,并在此基础上导出了物理化学教材中很少见到的吉布斯-亥姆霍兹第一方程及其在表面化学中的应用。在物理化学教学中需要特别强调特征变量的重要性,以及特征变量和化学反应条件之间的内在关系,并注意与交叉学科物理专业的热力学和统计物理学的衔接。     

表面与表面自由能

热力学是研究物理化学过程的有力工具。对于表面过程也不例外,表面热力学是表面化学的主要组成部分之一,它提供了许多重要的理论和规律。热力学研究的一个至关重要的问题是认清所讨论的体系,确定描述它的有关数量,即热力学性质和函数。然后才能根据热力学普遍原理,通过这些数量间的定量关系,得出有用的规律。初学者只有搞清了这些问题,才有弄清各种热力学问题的基础。而对于表面热力学研究的体系,则离不开表面或表面相;用以描述它的热力学函数中最重要的则是表面自由能。下面以纯物质表面——最简单的表面体系为例来说明这些基本概念。     

热力学可逆过程功热转换的讨论式教学与实践

将讨论式教学法的基本思想应用到物理化学课程的课堂教学中,对以往容易混淆和概念不清的关键问题——热力学可逆循环过程功、热转换关系进行深入的讨论,最终总结出重要的结论并进行了拓展性分析。通过讨论式教学的实践过程,使学生对热力学可逆过程的本质特征有了更加深入的理解,这给后续课程的学习打下了良好的基础。     

量子化学和统计热力学结合的实验:确定过氧化氢二面角

介绍一个面向高年级本科生的计算化学实验。通过量子化学计算与统计热力学方法相结合,预测了298 K时过氧化氢的二面角,并与实验值进行比较。通过这一应用实例,使学生能够深入理解结构化学和物理化学的相关理论知识,尤其是对统计热力学的本质有一个直观认识,提升学生利用统计热力学处理科学问题的能力。     

过渡态速率理论中的标准态

在物理化学的化学热力学部分,有关标准态问题,各种教材中都有较详细的叙述。但是,在化学动力学的过渡态理论中,大部分物理化学教材、甚至一些动力学专著、对标准态的关注甚少,以致出现一些意义模糊、量纲有误、难以