物理化学授课教案.docVIP

PAGE PAGE 11 物理化学授课教案 绪 论 教学目的：使学生初步了解物理化学学科的形成、发展、主要研究内容和研究方法以及物理化学学科在化学领域所处的重要地位和作用。 §0-1 物理化学的内容和任务 （首先从化学与物理的联系入手逐步引出物理化学学科产生的必然性以及其研究内容和任务） 一、 物理化学 中学化学曾学过：物质的变化不外乎是化学变化和物理变化，二者有密切的联系，从宏观角度看，化学变化总是包含或者伴随着各种能量形式的物理现象。例如：发生一化学反应时，总是伴随能量效应，不是放热，就是吸热。放热反应我们比较熟悉，如中和反应。也有一些化学反应需要吸热，如Ca(NO3)2.4H2O+Na2SO4.10H2O=CaSO4+2NaNO3+14H2O 可以利用此反应原理制成化学冰袋 电池中正负极发生的氧化还原反应，可以产生电流 如 干电池 Zn-+2NH4Cl +2MnO2 = Zn(NO3)2 + 2MnOOH 铅酸电池 Pb + 2H2SO4 + PbO2 = 2PbSO4 +2H2O 氢镍电池 NiOOH + M(H) = Ni(OH)2 + M 照相底片AgBr被感光后引起化学反应，而使图像显示出来 植物中的叶绿素受光照后，可以把二氧化碳和水合成碳水化合物。 爆炸反应可以起巨大的压力，体积变化等。 从微观角度看，化学反应仍然与物理过程密不可分。分子中电子的运动，原子的转动，振动，原子相互间的作用力等微观物理运动形态，直接决定了物质的性质及化学反应能力。例如：二原子分子中两个原子之间的振动程度增加将减弱原子间的键力，当振动强度超过一定界限时，此分子就分解，发生化学反应，两种物质之间的化学反应一定要经过这两种物质的分子之间的撞碰方能发生。可见不管从宏观，还是从微观角度看，化学变化与物理现象总是密不可分的，人们在长期的实践中注意到这种相互联系，并且加以总结逐步形成一门独立的学科，分支叫物理化学。 所以说物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化基本规律的一门科学，在实验方法上，主要是采用物理学中的测试方法。 讲: ① 在密闭容器中H2和O2爆炸生成H2O的例子 ② Lavoisier实验 物理化学的定义 天大王正烈 物理化学就是从化学现象与物理现象的联系去寻找化学变化规律的学科。 南大傅献彩 物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化及相关的物理变化基本规律的一门科学。 牛津大学Atkins Physical chemistry is the branch of chemistry that establishes and develops the principles of the ubjects. Its concepts are used to explain and interpret observations on the physical and chemical properties of matter. Physical chemistry is also essential fordeveloping and interpreting the modern techniques used to determine the structure and properties of matter, such as new synthetic materials and biological macromolecules. 从物理化学的概念看出物理化学的特征 特征：① 广泛性和抽象性，它涵盖了无机、有机、分析等课程的实验事实； ② 用到物理手段和方法； ③ 用到高等数学和计算； ④ 用到辩证唯物主义思想。 最早使用“物理化学”术语的是十八世纪中叶俄国科学家罗蒙诺索夫，到1887年德国科学家奥斯特瓦尔德W.ostwald和荷兰科学家范特霍夫（J.H.Van’t HoH）合办《物理化学杂志》创刊，此后物理化学这个名称就逐渐采用起来。 二、 物理化学的研究内容 物理化学作为化学学科的一个分支，它所担负的主要任务是探讨和解决下面几个问题。 1． 化学变化的方向和限度 在指定条件下，一个化学反应能否朝着预定的方向进行，如果该反应能够进行，则它将达到什么限度？外界条件如温度，压力，浓度等对反应的方向和平衡位置有什么影响，如何控制外界条件使我们所设计的反应途径按预定的方向进行；对于一个给定反应，能量的变化关系怎样，这些问题的研究都属于物理化学中的化学热力学范畴，它以热力学两个基本定律为基础，主要解决化学变化的方向