类比法在物理化学热力学函数关系式记忆中的应用

运用类比法,结合3种方法介绍物理化学课程中函数关系式的记忆方法,探讨了相似形式公式、具有能量量纲的函数间的基本公式、具有能量量纲的组合函数和函数量纲的特点,并举例说明了其在热力学、动力学部分函数关系式中的记忆过程。     

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。     

理想气体在不同可逆过程中的热力学函数的数学解析

利用热力学函数关系,推导出理想气体在不同可逆过程中的热力学函数的一般表达式;进而利用洛必达法则,推导出等温可逆过程中的热力学函数表达式。     

氢气和氧气生成气态水反应热力学函数的高水平量化计算研究——介绍一个计算化学实验

On the basis of teaching practice, we introduce a computational chemistry experiment for highgrade undergraduate students. This experiment uses Gaussian 09, GaussView and UltraEdit softwares to calculate the changes of thermodynamic parameters for generation of vaporous water from hydrogen and oxygen, including the internal energy, enthalpy, entropy and Gibbs free energy. Through this experiment, students will learn how to perform the geometry optimization, frequency calculation and energy calculation with the high-level quantum chemistry calculation methods.     

配位化合物中的线性热力学函数关系II.离子选择电极研究α-氨基酸与铜(II)配合物在混合溶剂中的线性热力学函数

用铜离子选择电极测定五种α-氨基酸(对氟苯丙氨酸、丝氨酸、缬氨酸、丙氨酸及α-氨基异丁酸)的铜(Ⅱ)配合物在25.0±0.1、35.0±0.1和45.0±0.1 ℃, μ=0.16 mol L~(-1)KNO_3时于水中及30%(V/V)和50%(V/V)的乙醇-水中的稳定常数. 用pH电位法测定了各配体在混合溶剂中的离解常数. 实验表明用铜离子选择电极研究上述配合物在混合溶剂中的线性自由能、线性焓和线性熵关系, 得到了较好的结果.     

第5届全国大学生化学实验邀请赛(试卷C2)实验C2 电动势法测定化学反应的热力学函数

一、基本原理1化学电池电动势和温度系数的测定本实验采用补偿法(也称对消法)测量电池的平衡电动势,在待测电池上并联一个反向的外加电势,调节回路使得通过待测电池的电流趋近于零,测量待测电池的电动势。改变实验温度,测量不同温度下电池的电动势,求出电池电动势与温度的关系,     

地球化学模拟在高放废物地质处置中的应用与发展

随着核能事业的发展,高放废物的处理和处置问题日益突出.其中,研究高放废物在环境介质中的吸附、扩散和迁移行为是获取放射性核素对周围环境和人群健康影响的基础参数的最重要和最直接的途径.近年来,人们利用已有的实验数据及核素的基础热力学和动力学数据,附以相应的数学模型,建立了一些地球化学模拟软件,用于分析核素在地质介质中可能发生的连续性和长期性变化.目前,国内外常用的地球化学模拟软件有十多种.本文从热力学平衡计算原理、种态分布计算方法和表面配位模型假设等几个方面对地球化学模拟软件进行了简要介绍,对近年来地球化学模拟软件在核素种态分布计算和表面配位模型模拟两方面的应用进行了举例分析,并以Ca-U-CO3配合物为例,说明完备的热力学数据对地球化学模拟软件发展的重要性,以期促进我国地球化学模型的应用和发展.     

基于Person VII核函数的支持向量机及其在化学模式分类中的应用

化学模式分类问题通常是非线性的，而且比较复杂，难以用经典统计方法建立分类判别模型。以支持向量机（SVM）构建的分类器具有更好的分类性能。对于非线性分类，SVM通过核函数将其映射到高维特征空间中，然后再进行线性分类。因此，核函数往往是决定SVM非线性分类性能的关键。实际应用时，一般通过选择几种核函数，并对其参数进行优化，然后根据分类器的预测性能来决定，训练过程非常耗时，而且结果难以保证最优。为此，采用一种通用性的核函数，即PersonVg核函数（PUKF），它可取代目前常用的几种核函数，可避免SVM非线性分类器训练过程的核函数选择问题。本研究将基于PUKF的SVM分类器应用于两个化学模式分类问题，均取得了较好的结果。对于多类分类，设计了一种子分类器的构造方法，它在分类性能保持较好的情况下，简化了多类分类器结构，大大降低了计算量。     

基于核函数的非线性分类相关分析及其在化学模式识别中的应用

与统计分析和神经网络相比,基于结构风险最小的支持向量机有更好的分类性能。它用于非线性分类时,先将样本映射到更高维的特征空间,往往会增加复共线性与冗余信息,将影响样本分布,降低线性支持向量机分类器(LSVC)的预测性能。本研究提出非线性分类相关分析算法(NLCCA),利用核函数技术,无需了解非线性映射的算式,从特征空间的样本映像中提取分类相关成分,以消除冗余信息,改善样本分布。由此构建的NLCCA-LSVC集成分类器具有优良的预测性能。经模拟数据的测试,并实际用于两个复杂的化学模式识别问题,均取得令人满意的效果,也印证了算法的有效性。     

基于Person Ⅶ核函数的支持向量机及其在化学模式分类中的应用

化学模式分类问题通常是非线性的,而且比较复杂,难以用经典统计方法建立分类判别模型。以支持向量机(SVM)构建的分类器具有更好的分类性能。对于非线性分类,SVM通过核函数将其映射到高维特征空间中,然后再进行线性分类。因此,核函数往往是决定SVM非线性分类性能的关键。实际应用时,一般通过选择几种核函数,并对其参数进行优化,然后根据分类器的预测性能来决定,训练过程非常耗时,而且结果难以保证最优。为此,采用一种通用性的核函数,即PersonⅦ核函数(PUKF),它可取代目前常用的几种核函数,可避免SVM非线性分类器训练过程的核函数选择问题。本研究将基于PUKF的SVM分类器应用于两个化学模式分类问题,均取得了较好的结果。对于多类分类,设计了一种子分类器的构造方法,它在分类性能保持较好的情况下,简化了多类分类器结构,大大降低了计算量。     

新时代下化学教学论学科的新使命与新挑战——兼评《化学教学论》教材

在我国科技创新发展需求及新时代基础教育强师计划的背景下,探讨了化学教学论学科面临的新使命:为培养师范生的创新意识和创新能力提供强有力的支撑,为基础化学教育培养学生的创新意识和创新能力提供强有力的引领和指导。分析了达成新使命所面临的新挑战:增进对化学学科内容的理解,提升化学专业对话的能力;融通化学教育、教育心理学、科学哲学等领域,明晰化学教育的理论基础;深度反思与融通国内外化学教育研究成果,明晰化学教学论学科的学术性及独特优势;融通化学教育研究与化学课堂教学实践,弥合二者之间的隔阂;加强化学教育研究成果与化学教师教育课程的整合;进一步提升化学教学论学科的外部认同等。     

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。     

微量量热法研究阴离子表面活性剂在DMA/长链醇体系中CMC和热力学函数

在N,N-二甲基乙酰胺(DMA)/长链醇非水溶液体系中, 利用微量量热仪, 研究阴离子表面活性剂十二烷基羧酸钠(SLA)、十二烷基硫酸钠(SDS)的临界胶束浓度(CMC)和热力学函数. 本文在十二烷基羧酸钠, 十二烷基硫酸钠的N,N-二甲基乙酰胺溶液中, 分别加入长链醇(庚醇、辛醇、壬醇、癸醇), 测定体系的热功率-时间曲线. 借助热力学理论, 由测得曲线, 进一步得到临界胶束浓度和热力学函数(ΔH_m⁰, ΔG_m⁰和ΔS_m⁰). 讨论了温度、醇的碳原子数目、醇的浓度与热力学参数之间的关系. 结果表明, 对十二烷基羧酸钠或十二烷基硫酸钠的DMA溶液, 在含有相同浓度的各种醇的体系中, CMC, ΔH_m⁰和ΔS_m⁰的值随着温度的升高而增加, 而ΔG_m⁰的值随着温度的升高而降低. 在相同温度及相同浓度的醇体系中, CMC, ΔH_m⁰,ΔG_m⁰和ΔS_m⁰的值都随着醇中碳原子数目的增加而降低. 在相同温度及相同醇的体系中, CMC, ΔG_m⁰的值随着醇的浓度的增加而增大, 而ΔH_m⁰, ΔS_m⁰的值随着醇的浓度的增加而减少.     

计算机与化学 Gaussian软件在环境化学教学中的应用

结合环境化学的学科特点和学生的实际情况,探讨Gaussian软件（包括Gaussian03和GaussView）在环境化学教学中的应用。实践表明,引入计算化学软件使抽象的化学理论变得形象、简单,能够大大增强理论知识的生动性和实际应用能力,有利于培养学生的形象思维能力和提高教学效果。     

热力学和计算化学在纳微结构材料构效关系研究与设计中的应用

目前,纳微结构新材料已成为化工过程强化的重要手段之一.金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是由金属离子与有机配体通过配位键自组装而成的新型纳米多孔材料,有望在储气、分离、催化、传感及制药等领域获得广泛应用.本文以MOF材料为例,结合本课题组的工作,介绍了热力学与计算化学在纳微结构材料构效关系研究与设计中的应用.     

归纳法与演绎法在化学教学中的应用

归纳法和演绎法是主要的科学方法,在化学教学中应用较普遍,而前人在化学研究和学习中比较偏向于归纳法。通过2者的比较发现,归纳法和演绎法对学生掌握化学知识、增强创新能力和实现三维目标都有不可替换的积极作用,2者不可偏颇。     

计算机模拟在化学理论与实验教学中的应用

With the help of PHREEQC program,we introduced the application of computer simulation in theoretical and laboratory teaching of chemistry.Accordingly,reaction models for the chemical process of acid-base neutralization,complexation reaction,precipitation-dissolution equilibrium,and chemical kinetics were established.These models can greatly help the students understand chemistry,improve the teaching quality,enrich modern teaching methodology,develop students' creativity,and establish a scientific and efficient research method.     

水晶泥在化学实验教学中的应用与思考

运用市售"水晶泥"为实验材料,探索课堂演示"高吸水性树脂的吸水性"和"胶体的丁达尔效应"实验的新方法。实验材料颜色丰富多彩,演示时课堂气氛活跃;胶体的丁达尔效应与高分子吸水材料的吸水性实验效果均很显著,观赏性强。"水晶泥"安全易得,实验操作简易,便于学生开展家庭实验。     

丁二酸二异辛酯磺酸钠在长链醇/N,N-二甲基甲酰胺体系中临界胶束浓度和热力学函数的微量量热法研究

用微量量热法研究了丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/长链醇(正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇)体系中的临界胶束浓度(CMC)和热力学函数( , 和 ). 并分析讨论了醇的浓度、醇中的碳原子数及温度与CMC及热力学参数之间的关系. 结果表明, 在AOT/长链醇/DMF体系中, 当醇中的碳原子数相同且醇的浓度相同时, CMC, , 随温度的升高而增大, 而 随温度的升高而降低|当温度相同且醇中的碳原子数相同时, CMC, , 和 随醇浓度的增加都降低|而当温度相同且醇的浓度相同时, CMC, , 和 随醇中碳原子数的增加都降低.     

虚拟实验技术在化学实验教学中的应用与实践

虚拟实验技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新型实验教学模式,它利用仿真、网络、传感、多维动画等技术弥补了真实实验危险、耗时长、现象不明显等不足,特别是在微观展示、反应机理模拟以及易燃易爆等实验教学上有着不可替代的作用。采取抽样调查、问卷、访谈等方式调查了我国虚拟实验在化学实验教学中的应用现状,并通过案例实践验证了虚拟实验在化学实验教学中的作用与成效。