• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      化學(xué)平衡教學(xué)中的兩個(gè)誤區(qū)

      2012-09-25 04:27:34高盤良
      大學(xué)化學(xué) 2012年2期
      關(guān)鍵詞:化學(xué)勢(shì)量綱化學(xué)平衡

      高盤良

      (北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院 北京 100871)

      化學(xué)平衡是物理化學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容,有的教科書關(guān)于化學(xué)平衡的表述存在一些模糊說法,有的教師也提出過類似的問題,現(xiàn)在把兩個(gè)典型的問題提出來與同行討論。

      1 化學(xué)反應(yīng)一定存在化學(xué)平衡嗎?

      有學(xué)生反映:化學(xué)反應(yīng)一定存在化學(xué)平衡,并且從來沒有聽說達(dá)不到化學(xué)平衡的反應(yīng)。據(jù)說這個(gè)結(jié)論來自教師講課。果真如此嗎?為了回答這個(gè)問題,先舉例[1]說明如下。

      (1)

      那么不存在化學(xué)平衡的反應(yīng)是否僅是個(gè)例呢?答案是否定的。忻新泉教授早在1994年就給出“固相化學(xué)無平衡”[2-3]的結(jié)論,即無論是無機(jī)還是有機(jī)固相反應(yīng),其中有的不存在化學(xué)平衡,只要反應(yīng)中無氣體物質(zhì)參加的純凝聚相的固-固或固-液反應(yīng),ΔrGm<0(≠0),反應(yīng)一旦發(fā)生,便可以一直維持到反應(yīng)進(jìn)行到底,使反應(yīng)物為化學(xué)計(jì)量比時(shí)全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。其后又有一些化學(xué)家發(fā)表了相當(dāng)多的論文,揭示了無化學(xué)平衡的化學(xué)反應(yīng),尤其以Kaupp教授的研究[4]最為典型,他在研究了25類1000多個(gè)有機(jī)固相反應(yīng)的基礎(chǔ)上,提出了100%收率的結(jié)論,即不存在反應(yīng)限度的無化學(xué)平衡的反應(yīng)。

      由此可將T、p一定、無有用功時(shí)的化學(xué)反應(yīng)分為兩類,并示于圖1。

      第一類:ΔrGm<0及ΔrGm≠0,有方向、無限度,不存在化學(xué)平衡,如圖1中反應(yīng)R1。存在相平衡,遵守相律。這類反應(yīng)在合成化學(xué)中有廣闊的應(yīng)用前景,并受到重視。

      第二類:ΔrGm=0,有方向、有限度,存在化學(xué)平衡,如圖1的反應(yīng)R2。這類反應(yīng)在教科書中已有詳細(xì)的討論,故不細(xì)述。

      因此,“化學(xué)反應(yīng)一定存在化學(xué)平衡”的說法是片面的,不符合實(shí)際的。

      圖1 化學(xué)反應(yīng)的G-ξ圖

      2 化學(xué)平衡時(shí),“反應(yīng)物的化學(xué)勢(shì)等于生成物的化學(xué)勢(shì)”這種說法對(duì)嗎?

      這個(gè)問題早在20世紀(jì)80年代就討論過[5-6],現(xiàn)在又出現(xiàn)在物化教材及教學(xué)中,因此仍有必要討論。

      化學(xué)平衡時(shí),T、p一定、無有用功時(shí)的化學(xué)反應(yīng)0=∑νBB,化學(xué)平衡時(shí)可得:

      (2)

      有人把ΔrGm=0錯(cuò)誤地理解成ΔrGm=G產(chǎn)物-G反應(yīng)物=0,在物化教科書或課堂上講成“產(chǎn)物的Gibbs自由能等于反應(yīng)物的Gibbs自由能”,更有甚者講成“反應(yīng)物的化學(xué)勢(shì)等于生成物的化學(xué)勢(shì)”[5]。以上說法有許多概念性錯(cuò)誤[6],為此可結(jié)合圖2進(jìn)行討論。

      圖2 (?G/?ξ)T,p示意圖[8]

      首先是對(duì)化學(xué)勢(shì)概念理解錯(cuò)誤。所謂化學(xué)勢(shì)一般是指在多組分體系中某一個(gè)組分的化學(xué)勢(shì),且不知絕對(duì)值;不同組分的化學(xué)勢(shì)不能比較,由于是強(qiáng)度量,不同組分的化學(xué)勢(shì)不能加和,因此一切以體系化學(xué)勢(shì)為基礎(chǔ)的論點(diǎn)都是錯(cuò)誤的。

      有人認(rèn)為如把化學(xué)反應(yīng)方程式中量綱為1的計(jì)量數(shù)νB當(dāng)成量綱為摩爾的物質(zhì)的量來處理,則平衡時(shí)∑νBμB=G生成物-G反應(yīng)物=0,豈不是“產(chǎn)物的Gibbs自由能等于反應(yīng)物的Gibbs自由能”了嗎?首先,物理量的量綱是不能任意人為改變的,故該式不成立。這里還存在一個(gè)概念性的錯(cuò)誤,即ΔG與ΔrGm的區(qū)別[1,8]。ΔG是化學(xué)反應(yīng)體系的終態(tài)Gibbs自由能Gf與始態(tài)Gibbs自由能Gi的差值,即ΔG=Gf-Gi,其量綱為J。而ΔrGm是G-ξ曲線上某一點(diǎn)的切線斜率,是偏摩爾反應(yīng)Gibbs自由能變,其量綱是J·mol-1[1,7]。

      如對(duì)于理想氣體反應(yīng)0=∑νBB,不難推導(dǎo)出:

      ΔG-ξiΔrGm,ξi=RT∑nB,0ln(pB,ξi/pB,ξ0)

      (3)

      當(dāng)為反應(yīng)始態(tài),即ξi=ξ0=0,ΔG(ξ=ξ0)=0,上式即為 0-0×ΔrGm,ξ0=0,從G-ξ曲線上始態(tài)時(shí), ΔrGm,ξ0≠0,ΔrGm,ξ0與ΔG(ξ=ξ0)的差異就顯現(xiàn)出來了。

      物理化學(xué)教學(xué)要做到“常教常新、常教常精”。“新”是指將新的學(xué)術(shù)思想、內(nèi)容、方法及應(yīng)用等及時(shí)納入教學(xué),以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要;“精”則是在融會(huì)貫通教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,挑選最基本的內(nèi)容、方法及典型應(yīng)用充實(shí)教材。以上討論的兩個(gè)問題都是物化教學(xué)的基本內(nèi)容,而又在部分教師中存在模糊認(rèn)識(shí),希望能通過討論提高教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性。

      參 考 文 獻(xiàn)

      [1] 韓德剛,高執(zhí)棣,高盤良.物理化學(xué).第2版.北京:高等教育出版社,2009

      [2] 忻新泉,鄭麗敏.大學(xué)化學(xué),1994,9(6):1

      [3] 忻新泉,周益明,牛云垠.低熱固相化學(xué)反應(yīng).北京:高等教育出版社,2010

      [4] Kaupp G.TopCurrChem,2005,254:95

      [5] 褚德瑩.化學(xué)通報(bào),1981(7):64

      [6] 楊永華.化學(xué)通報(bào),1984(3):59

      [7] 高執(zhí)棣.大學(xué)化學(xué),1987,2(2):48

      [8] 朱志昂,阮文娟.近代物理化學(xué)(下冊(cè)).第4版.北京:科學(xué)出版社,2008

      猜你喜歡
      化學(xué)勢(shì)量綱化學(xué)平衡
      量綱分析在熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理中的教學(xué)應(yīng)用*
      以化學(xué)勢(shì)為中心的多組分系統(tǒng)熱力學(xué)的集中教學(xué)*
      廣州化工(2020年21期)2020-11-15 01:06:10
      淺談量綱法推導(dǎo)物理公式的優(yōu)勢(shì)
      ——以勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式為例
      化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
      數(shù)學(xué)方法在化學(xué)平衡學(xué)習(xí)中的重要應(yīng)用
      μ-T圖解析及其對(duì)依數(shù)性和二元相圖的分析
      小題也可大做——由一道化學(xué)平衡題想到的
      科技論文編輯加工中的量綱問題
      立足高考考點(diǎn)著眼化學(xué)平衡
      熱物理學(xué)中的化學(xué)勢(shì)
      黄大仙区| 广德县| 安达市| 高安市| 江源县| 仪陇县| 大埔区| 冷水江市| 沛县| 孝昌县| 吴江市| 巩义市| 阳原县| 吉林省| 赤峰市| 普兰店市| 水富县| 垦利县| 遂宁市| 阿鲁科尔沁旗| 台山市| 大荔县| 通化县| 津市市| 东辽县| 逊克县| 贵州省| 南木林县| 平昌县| 新兴县| 栖霞市| 剑河县| 东台市| 南溪县| 略阳县| 静乐县| 泰州市| 西丰县| 建宁县| 崇礼县| 佛学|