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物理化学原理在有机化学教与学中的应用(三)作者：侯文华陈静来源：《化学教与学》2010年第01期摘要:介绍燃烧焓在分析和讨论烷烃、环烷烃和烯烃分子稳定性中的应用。
关键词:燃烧焓;烷烃;环烷烃;烯烃;异构体;稳定性文章编号:1008-0546(2010)01-0006-03中图分类号:O 642.1文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2010.01.002有机化学教与学中常常涉及化合物的稳定性判断,分析和讨论有机分子的稳定性是有机化学的重要内容之一,因为化合物的反应性与其稳定性是密切相关的。
可燃物质B的标准摩尔燃烧焓是指在标准压力下,反应温度时,单位量的物质B完全燃烧为同温下的指定产物时的标准摩尔焓变,用符号表示为ΔcHθm(B,相态,T),下标“c”和“m”分别表示燃烧和反应进度为1mol。
燃烧产物指定为:该化合物中C变为CO2(g),H变为H2O(l),S变为SO2(g),N变为N2(g),Cl成为HCl(水溶液),金属成为游离状态。
燃烧焓可以很精确地测量,它是重要的热化学数据。
本文以烷烃、环烷烃和烯烃的稳定性为例,介绍燃烧焓在有机化学中的应用。
一、烷烃同分异构体的相对热化学稳定性烷烃和所有其他碳氢化合物一样,都是可燃的。
烷烃完全燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),并放出大量的热:CnH2n+2+O2(g)→n CO2(g) + (n+1)H2O(l) ΔrHθm(T)=ΔcHθm(CnH2n+2,T)燃烧焓的测定数据表明:直链烷烃分子每增加一个CH2,其燃烧焓数值的增加基本上是一个定值,即约为-658.6 kJ·mol-1。
例如,甲烷、乙烷、丙烷和丁烷标准摩尔燃烧焓分别为-890.3 kJ·mol-1、-1 559.8 kJ·mol-1、-2 219.9 kJ·mol-1和-2 878.2 kJ·mol-1。
物理化学在中学化学教学中的应用一、教学任务及对象1、教学任务本次教学任务旨在通过深入探索物理化学在中学化学教学中的应用，使学生能够从理论到实践，全面理解和掌握化学知识。
物理化学是研究化学现象与物理过程之间相互关系和规律的学科，对于提高学生的科学素养，培养学生的创新意识和解决问题的能力具有重要意义。
通过本课程的学习，学生将掌握物理化学的基本概念、基本原理，并能将这些知识应用于解决实际问题。
2、教学对象本课程的教学对象为具有一定化学基础知识的中学学生，他们对化学现象充满好奇，有一定的探究欲望，但可能对物理化学的概念和理论理解不够深入。
因此，在教学过程中，需要针对学生的认知水平，采用适当的教学策略，激发学生的学习兴趣，帮助他们建立完整的知识体系，提高分析问题和解决问题的能力。
同时，注重培养学生的团队合作精神，提高他们的沟通与交流能力，使他们在学习过程中形成积极、主动的学习态度。
二、教学目标1、知识与技能（1）理解物理化学的基本概念、原理和实验方法，如热力学、动力学、电化学等；（2）掌握物理化学在中学化学教学中的应用，如化学平衡、反应速率、电化学等；（3）学会运用物理化学知识解决实际问题，如分析实验数据、推导化学方程式等；（4）具备基本的实验操作能力，能独立完成实验并撰写实验报告；（5）提高化学计算能力，熟练运用数学工具解决化学问题。
2、过程与方法（1）通过启发式教学，引导学生主动探究、积极思考，培养他们的自主学习能力；（2）采用案例分析、讨论交流等教学方法，培养学生的批判性思维和解决问题的能力；（3）组织小组合作学习，提高学生的团队协作能力和沟通表达能力；（4）设计多样化的实验活动，让学生在实践中掌握物理化学知识，培养实践操作能力；（5）运用现代教育技术手段，如多媒体、网络资源等，丰富教学手段，提高教学效果。
3、情感，态度与价值观（1）激发学生对物理化学学科的兴趣，培养他们的学习热情和探究精神；（2）引导学生树立正确的科学观，认识到物理化学在自然科学中的地位和作用；（3）培养学生严谨、务实的学习态度，使他们具备良好的学术素养；（4）通过化学史的学习，了解物理化学的发展历程，体会科学家们为追求真理所付出的努力，培养学生的敬业精神和责任感；（5）关注化学与生活、环境的联系，培养学生的环保意识和可持续发展观念；（6）教育学生遵循科学伦理，尊重知识产权，树立诚信、公正的价值观。
探究物理化学里的科学方法在教学中的应用太原科技大学化学与生物工程学院武银桃摘要：本文结合物理化学教学的实践与研究提出，在基础理论的教学中，教师在传授给学生科学知识的同时，更为重要的是传授给学生科学方法。
应该从对科学方法意识淡漠转变为自觉应用科学方法于科研和教学中，进而启发学生举一反三的意识，提高学生的创新能力。
关键词：物理化学科学方法古人云，授人以鱼，不如授之以渔。
谈到大学教学，尤其是基础理论的教学，教师在传授给学生科学知识的同时，更为重要的是传授给学生科学方法。
当今科学发展非常快，知识的使用周期越来越短，大学生在大学阶段学习的知识，可能若干年后就没用了[1]。
所以，大学阶段教给大学生什么？怎样教？是非常关键的。
任何基础理论课程的教学内容均由普遍性原理和科学方法组成[2]。
教学中，教师往往只重视知识(普遍性原理)的传授，不重视方法的教育，使学生在学习中举一反三的能力不强，工作中的创新能力不足。
本文结合物理化学理论和实验教学的实践与研究，提出了一点想法，供商榷。
在教学过程中，传授（掌握）知识和传授（掌握）方法同样重要，而传授（掌握）正确的科学方法尤为重要。
1.科学方法在物理化学教学中的重要性所谓科学方法是指人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手法，包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。
1.1科学方法的重要性科学方法的价值往往被低估，许多科学家对自己的科研成果的价值津津乐道，甚是清楚，而对自己的科学方法的价值往往搞不清楚。
科学发展史上的实例也屡见不鲜。
以众所周知的元素周期表为例。
由于发现了化学元素周期律的俄国化学家门捷列夫和德国化学家迈尔于1882年同时获得了英国皇家学会颁发的戴维勋章。
但为什么叫做门捷列夫元素周期表呢？1868年迈尔根据原子体积的变化是各元素原子量的函数的原理，绘制了一张曲线图，直观地表示出个元素原子体积的变化的周期性，1869年又制作了一个化学元素周期表，明确指出元素的性质是它的原子量的函数，迈尔的化学元素周期表偏重于原子量和物理性质之间的关系。
编号2014010224 研究类型理论研究分类号G424.1学士学位论文Bachelor’s Thesis论文题目：运用物理化学知识指导中学化学教学作者姓名：黄万珍学号：2010113010224所在院系：化学化工学院学科专业名称：化学导师及职称：王卫东（教授）论文答辩时间：2014年5月18日学士学位论文诚信承诺书中文题目：运用物理化学知识指导中学化教学外文题目：Use Physical Chemistry Knowledge to Guide MiddleSchoolChemistry Teaching学生姓名黄万珍学生学号2010113010224院系专业化学化工学院，化学学生班级1002学生承诺我承诺在学士学位论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人学士学位论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况。
如有违规行为，我愿承担一切责任，接受学校的处理。
学生（签名）：2014年5月20日指导教师承诺我承诺在指导学生学士学位论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术道德规范，经过本人核查，该生学士学位论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为该生本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。
指导教师（签名）：2014年5月20日目录Bachelor’s Thesis (1)1. 前言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究意义 (2)2. 物理化学知识与中学化学教学的联系 (2)2.1 物理化学知识在中学化学教学中的重要性 (2)2.2 联系物理化学实际进行课堂教学 (3)2.2.1 明确物理化学知识与中学化学教材的联系 (3)2.2.2 运用物理化学知识进行中学化学教学 (4)3. 物理化学在中学化学教学中的作用 (5)3.1物理化学知识对中学化学教师教学的帮助 (5)3.2 物理化学知识有助于培养中学生的综合素质和能力 (6)3.2.1 培养学生良好的科学品质 (6)3.2. 2 培养学生动手操作与应用能力 (7)4. 如何运用物理化学知识指导中学化学教学 (8)5. 综述 (10)6. 参考文献 (11)7. 感谢信 (12)运用物理化学知识指导中学化学教学黄万珍（指导老师，王卫东）（湖北师范学院化学化工学院，湖北黄石，435002）摘要: 目前，越来越多的大学老师认识到了物理化学的重要性，许多老师都在尝试结合中学化学进行物理化学教学，而本文主要是围绕物理化学这门学科的特点，阐明其与中学化学教材的紧密联系，明确各章节的内容在中学化学教材中的运用，以及物理化学知识在帮助老师巩固课堂教学、解决一些理论性问题和帮助学生培养良好的科学品质及动手能力中的作用，同时还分析了中学化学教师应如何运用物理化学基础知识来解决中学化学课程中的一些理论性问题。
物理化学原理在有机化学教与学中的应用(四)作者：侯文华陈静来源：《化学教与学》2010年第02期摘要:介绍氢化热在分析和讨论烯烃、共轭二烯烃和苯分子稳定性中的应用。
关键词: 氢化热;烯烃;共轭二烯烃;苯;稳定性文章编号:1008-0546(2010)02-0004-03中图分类号:O642.1文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2010.02.002在机化学教学中,常常涉及到有机化合物稳定性的问题,运用有机化合物的热力学性质(如燃烧焓、生成焓和氢化热等)可以探讨并分析相关化合物的稳定性。
烯烃的稳定性在有机化学中是一个重要的概念。
本文主要介绍氢化热在分析和讨论烯烃、共轭二烯烃和苯分子稳定性中的应用。
一、氢化热与烯烃稳定性的关系在适当的催化剂(金属:Pt、Pd、Rh、Ni等)作用下,烯烃可与氢气加成生成烷烃。
例如,乙烯加氢生成乙烷。
CH2 = CH2 + H2CH3 - CH3烯烃的加氢反应是放热反应。
这是因为反应过程中新形成的两个C-H ?滓键放出的能量大于断裂一个C=C ?仔键和一个H-H ?滓键所需吸收的能量之和。
可见烷烃比它相应的烯烃稳定。
1 mol不饱和化合物催化加氢时所放出的热量称为氢化热。
氢化热代表的是热力学函数焓的变化,它与反应的始态和终态有关,而与反应所经历的路径无关,即与反应的活化能无关。
烯烃的氢化热大小反映出烯烃的稳定性;氢化热越大,分子内能越高,其稳定性越差。
因此,根据氢化热数据可以比较和探讨不同结构烯烃的稳定性。
表1给出了一些烯烃的氢化热数据。
顺(反)2-丁烯及顺(反)2-戊烯两组烯烃加氢反应各自生成相同的烷烃,即分别为正丁烷和正戊烷。
但顺、反异构体的氢化热却存在差别(见表1)。
顺式较反式的氢化热大,说明反式异构体比顺式异构体稳定。
烯烃的稳定性还与双键的位置有关。
例如,1-戊烯和2-戊烯都氢化为戊烷;3-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯都氢化为2-甲基丁烷,它们的氢化热均与碳原子上所连的烷基的数目有关。
物理化学在中学化学教学中的应用化学化工学院化学师范专业徐佳3071302022摘要：用物理化学中的知识讨论了中学化学教学中关于书写热化学方程式时要注明物质的状态的原因，用不同反应物或生成物表示的化学反应速度存在的关系，压力对化学平衡的影响，阳离子放电顺序判别等问题。
得到了一些适用于中学教学的结论。
关键词：物理化学；中学化学；应用在中学化学教学内容中, 物理化学知识占了较大比重, 中学教学过程中和历年高考题及竞赛题常遇到一些可应用物理化学知识解决的问题, 如判断几种离子共存的可能性, 金属在溶液中的存在状态, 阴阳离子的放电顺序等, 教师苦于此类题的解答, 学生也难于解题的繁杂。
本文利用物理化学知识对有关问题作出解释, 并给出了一些适合中学化学教学的规律。
1 书写热化学方程式时要注明物质的状态的原因对于氢气和氧气的反应, 中学化学中给出如下两个方程式：2H2(气) + O2(气) = 2H2O（气）+ 483.6千焦（1）2H2(气) + O2(气) = 2H2O（液）+ 571.6千焦（2）两个反应的反应热为何存在如此大的差别, 中学化学中只是给出了定性的说明, 即呈不同聚集状态的物质其能量不同[1](P48)。
实际上, 一冷反应的反应热从理论上讲可以由参加反应的各物质的生成热来计算[2](P30), 即ΔHm = {ΣVBΔHm,f(B)}产物- {ΣVBΔHm,f(B)}反应物（3）由于稳定单质的生成热规定为零, 即ΔHm,f(H2,g)=0、ΔHm,f(O2,g)=0,液态水和气态水的生成热分别为ΔHm,f(H2O,l)=-285.8KJ.mol-1、ΔHm,f(H2O,g)=-241.8KJ.mol-1，将上述数值代入（3）式计算出反应（1）、（2）的反应热分别为ΔHm(1) = 2 × (-241.8) = -483.6KJΔHm(2) = 2 × (-285.8) = -571.6KJ负号表示反应是放热的, 这与(1)、(2)两式中的”+”号是一致的。
物理化学基本原理在环境工程专业的应用摘要：我国环境污染越来越严重，许多环境问题急需解决，而物理化学提供了许多基本原理，我们可以运用这些原理来解决环境问题，本文中介绍了几种处理环境问题的物理化学的基本原理以及介绍了物理化学对环境保护做出的贡献。
关键字：物理化学环境工程化学固化土壤淋洗动电修复贡献物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。
它以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究化学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。
物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度。
物理化学的研究内容大致可以概括为三个方面：化学体系的宏观平衡性质，以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。
在这一情况下，时间不是一个变量。
属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学。
溶液、胶体和表面化学。
化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性。
属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。
化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。
在这一情况下，时间是重要的变量。
属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化。
随着学科的交叉，渗透与融合的不断深入，物理化学也显得越来越重要了，它不仅在化学，还在生命、材料、能源、环境等领域中也发挥着重要作用。
在此，我们介绍一些物理化学基本原理在环境方面的应用。
一，环境工程中的物理化学技术1，化学固化在重金属污染土壤修复技术中运用化学固化，固化的方法就是加入土壤添加剂改变土壤的理化性质，通过重金属的吸附或沉淀作用来降低其生物的有效性。
污染土壤中的毒害重金属被固定后，不仅可减少想土壤深层和地下水迁移，而且可能重建植被。
物理实验技术在有机化学研究中的应用引言有机化学是研究有机化合物的合成、结构、性质和反应等方面的学科。
在这个领域中，物理实验技术发挥着重要的作用。
本文将探讨物理实验技术在有机化学研究中的应用，并介绍其中的一些典型例子。
一、光谱技术光谱技术是物理实验技术中应用最广泛的一种。
在有机化学中，光谱技术可以用于分析和鉴定有机化合物的结构，帮助研究者了解有机分子的组成和空间结构。
例如，红外光谱可以用于确定有机化合物中含有的官能团，紫外可见光谱可以用于研究有机分子的电子结构，核磁共振（NMR）谱可以提供有机分子的结构信息。
二、热分析技术热分析技术包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）等。
这些方法可以用来研究有机化合物的热力学性质，如热稳定性、熔点、燃烧性等。
通过热分析技术，可以对有机分子的热反应进行研究，揭示反应机理和反应动力学。
三、电化学技术电化学技术是有机化学中探索电子转移过程的重要工具。
例如，电化学合成可以通过电流作用下的还原和氧化反应来合成有机分子，电化学发光可以用来研究有机材料的光致发光性质。
电化学技术可以提供有机分子的电子行为信息，为有机化学研究提供重要参考。
四、质谱技术质谱技术可以确定有机化合物的分子式、分子量和结构等信息。
通过质谱技术，可以对有机分子的碎片进行分析，推断有机分子的结构，并通过检测离子峰的相对强度来提供定量分析。
质谱技术在有机化学研究中非常常用，为化学家们提供了快速准确的结构信息。
五、成像技术物理实验技术的另一个重要应用领域是成像技术。
有机化学研究中的成像技术可以用来观察和研究有机分子的微观结构及其在材料中的排列方式。
例如，透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）可以对有机分子进行表面形貌和纳米尺度结构的观察；原子力显微镜（AFM）可以研究有机分子的三维形貌和表面性质。
结语以上介绍了物理实验技术在有机化学研究中的应用。
这些技术为化学家们提供了深入研究有机化合物的手段，使得我们能够更好地理解有机物的性质和反应机理。
化学物理学在化学工程中的应用化学物理学是探讨分子运动和化学反应动力学的科学，它与化学和物理学的交叉学科非常密切相关。
在化学工程中，化学物理学的应用非常广泛，具有重要的研究价值和实际意义。
一、化学反应动力学化学反应是化学工程中最基础、最核心的问题之一，它决定了化学工程生产过程的效率和可靠性。
化学反应动力学可以用于研究反应速率和反应机理等问题，为化学工程的优化和改善提供科学依据。
在化学反应动力学研究中，通常需要使用一些理论方法，如势能面、过渡态理论、分子轨迹等。
这些方法可以分析反应的结构和动力学，预测反应的速率、产物稳定性和反应路径，为工程设计提供基础数据和指导。
二、化学热力学化学热力学是研究化学体系热平衡和热力学性质的学科，在化学工程中也是非常重要的一部分。
化学反应的热力学性质直接影响着反应过程的热效率、产物选择和反应可行性。
化学热力学可以预测化学反应的热效应、平衡常数和反应热速率等，为反应器的设计和调控提供理论依据。
在热平衡过程中，化学热力学的计算可以确定反应器的最佳温度和压力，实现反应的高效率和高收率。
三、化学物理实验技术化学物理实验技术是化学物理学研究中必不可少的一环。
在化学工程中，化学物理实验技术可以用于分析反应机理、物质传递、流动特性、质量传递和热传递等问题。
化学物理实验技术包括基础实验技术和先进实验技术两种。
基础实验技术包括化学反应动力学实验、流体力学实验、热物性实验等，它们可以为化学反应动力学的研究提供数据和材料。
而先进实验技术则包括激光分光、质谱分析、纳米材料等，用于研究化学反应的分子结构和微观机理，对反应工艺的优化和控制具有重要意义。
四、化学动力学模拟与计算在化学工程中，化学动力学模拟与计算是一种常用的仿真研究手段。
它可以从微观角度分析反应机理和反应路径，研究反应条件的影响及其调控，为化学工程的优化和改良提供科学依据。
化学动力学模拟与计算包括多种方法，如分子动力学、量子化学、计算流体力学等。
浅析初中化学实验中物理原理的运用摘要：物理原理是化学实验的重要基础之一,仪器的设计,实验装置,操作,安全防范和实验现象的研究中,都需要一定的物理知识作支撑.以化学实验为例，挖掘其中蕴含的物理原理,帮助学生理解化学原理,快速掌握实验操作,从根本上提高学生的实践能力与创新能力。
本文分析初中化学实验中物理原理的运用。
关键词：化学实验物理知识应用研究初中化学物理实验探究至关重要，概念和规律的建立都离不开实验，教材上又不可能编制所有的实验。
因此，在教学中，教师要根据实际需要，适当补充一些实验，既能给学生增加动手的机会，又能通过丰富神奇的实验探究，引导学生走进化学世界的内部，理解化学实验中的物理原理，培养他们学习化学物理的浓厚兴趣，提升学生的探究本领，从而优化课堂教学的效果。
一、利用压强的知识压强的知识在初中化学学习中有广泛的应用，主要是气体压强的知识。
具体的讲有一下几个地方涉及到了。
1、测定空气的组成。
在测定空气组成时，教材是利用一定的反应消耗空气中的氧气，使空气中的气体总量减少导致气压减小，而环境中的大气压不变，出现压力差，而气体压强的变化难以观察到。
明确了这一点，学生就可以思考，怎样设计实验观察压力差的改变。
学生不仅对教材的实验能理解接受，而且还容易想到其他的设计思路，如利用活塞的移动来观察压强的变化。
2、气体溶解能力的验证。
对于二氧化碳等溶解度比较大的气体，一定量的气体一旦溶解于水，作为气态的气体总量减少了，在体积不变的情况下，气体的压强也随之减小。
同时，直接观察气压的变化比较难，需要借助其他的一些容易观察的现象。
教学中我通过这种物理知识的渗透，学生思路大开，有说利用软塑料瓶的;有说利用测定空气组成的装置的;有说把一只装满二氧化碳气体的试管倒置在装有水的烧杯中，观察试管中液面的变化;有说分别向一瓶装有空气和一瓶装有二氧化碳的集气瓶中加入少量的水，盖上玻璃片振荡，把两集气瓶倒过来拿，观察玻璃片是否掉下来等。
1目的和意义1.1 引言伴随着教育的进一步改革和发展物理与其他专业之间的联系越来越密切，物理在化工中的重要性日益凸显，物理知识给化工专业提供了坚实的理论基础并且能够让学生从根本上了解物质之间发生反应的原因所在，通过对物理知识的学习能够增强学生的理解和拓宽他们的思维使其在以后的学习中能够更加透彻。
物理与化工是相互联系密不可分的，熟练的掌握物理知识能够使自己更上一个平台，物理从能量角度和微观统计学上来揭示了一些化学过程的实质，所以打好物理基础为以后的工作以及学习有着重要的意义。
大自然中的种种现象都与物理知识密切相关，热现象是人类最早接触到的自然现象之一，远古时代就是钻木取火，用物理知识进行解释就是机械能转化为内能从而导致温度升高发生燃烧。
理系统理论的形成已经有几百年的历史，从观察和实验中总结出来的规律。
在物理的力、热、光、电四个方面有了重大的进步，例如力学与化工的发展和应用，在英语中“热力学”这个词表示热和力之间的关系或者说意味着内能转化成机械能。
这就为以后人们制造出热机并且将其运用到实际中把内能转化成机械能对外做功打下了理论基础。
19世纪中叶，把热机的生产实践和实验结果提高到了理论高度确立了关于能量转化和守恒的第一定律和关于热机效率的热力学第二定律。
并且主要由这两个基本定律在逻辑上和数学上的发展，形成了物理学中的热力学部分。
它除了分析、研究和创造各种类型的热机提供了理论基础外，还广泛的渗透到其他学科中去，例如热力学理论和化学现象相结合，形成了化学热力学，它是研究物质的热性质，化学、物理过程的方向和限度等普遍规律的基础学科。
并且不仅仅是热学在化工学习中有着广泛的应用，同样力学、电磁学、光学、原子物理等物理知识在化工学习领域中有着很多的应用，例如液体黏度测定(旋转法)、化工设备的检修、颜色变化(x光)、消除化学粉料静电、光电池、新型功能材料等。
有很多化学反应需要在特定的光照下才能进行，这样就能够很好的把光学的知识与化学知识结合起来给同学们讲解这样既能提高了同学们的兴趣也增强了他们的学习兴趣。
物理化学原理在有机化学教与学中的应用（共2篇）物理化学原理在有机化学教与学中的应用（共2篇）本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！第1篇:物理化学原理在有机化学教与学中的应用有机化学教与学中常常涉及化合物的稳定性判断，分析和讨论有机分子的稳定性是有机化学的重要内容之一，因为物理有机化学的反应性与其稳定性是密切相关的。
可燃物质B的标准摩尔燃烧焓是指在标准压力下，反应温度时，单位量的物质B完全燃烧为同温下的指定产物时的标准摩尔焓变，用符号表示为ΔcHθm(B，相态，T)，下标“c”和“m”分别表示燃烧和反应进度为1mol。
燃烧产物指定为：该化合物中C变为CO2(g)，H变为H2O(l)，S变为SO2(g)，N变为N2(g)，Cl成为HCl(水溶液)，金属成为游离状态。
燃烧焓可以很精确地测量，它是重要的热化学数据。
本文以烷烃、环烷烃和烯烃的稳定性为例，介绍燃烧焓在有机化学中的应用。
一、烷烃同分异构体的相对热化学稳定性烷烃和所有其他碳氢化合物一样，都是可燃的。
烷烃完全燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，并放出大量的热：CnH2n+2+O2(g)→nCO2(g)+(n+1)H2O(l)ΔrHθm(T)=ΔcHθm(CnH2n+2，T)燃烧焓的测定数据表明：直链烷烃分子每增加一个CH2，其燃烧焓数值的增加基本上是一个定值，即约为-·mol-1。
例如，甲烷、乙烷、丙烷和丁烷标准摩尔燃烧焓分别为-·mol-1、-·mol-1、-·mol-1和-·mol-1。
利用烷烃异构体燃烧焓的大小可以推测烷烃异构体的相对热化学稳定性。
在烷烃的同分异构体中，支链烷烃的燃烧焓比直链烷烃大。
支链越多，燃烧焓越大。
实验数据表明：在烷烃异构体中，支链最多的燃烧焓最大，也最稳定。
物化原理在化学中的应用1. 分子间相互作用力的应用•静电相互作用力：在化学反应中，静电相互作用力起着重要的作用。
例如，在离子化合物的形成中，阴阳离子之间的静电吸引力促使它们结合成稳定的化合物。
此外，静电相互作用力也影响了分子之间的溶解性和物理性质。
•范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是一种分子间的弱吸引力。
在化学反应和分子间相互作用中，范德瓦尔斯力起着重要的作用。
例如，在液体和气体中，范德瓦尔斯力促使分子团结在一起，同时也决定了物质的挥发性和流动性。
2. 动力学原理在化学反应中的应用•反应速率：动力学原理揭示了化学反应速率的规律。
根据反应物的浓度、温度、催化剂等因素对反应速率的影响进行研究，可以帮助我们控制和优化化学反应过程。
例如，在工业生产中，研究反应速率可以确定最佳反应条件，以提高产率和降低能源消耗。
•化学平衡：动力学原理也适用于化学平衡的研究。
通过分析反应前后各组分的浓度变化规律，可以确定平衡常数和平衡浓度，从而帮助我们理解和控制化学平衡的过程。
例如，酸碱中和反应的平衡常数可以用于计算酸碱溶液的pH值。
3. 热力学原理在化学反应中的应用•反应热和焓变：热力学原理研究了化学反应中能量的转化和热的释放。
利用热力学原理，我们可以计算化学反应的焓变和熵变，从而了解反应的热效应和热力学稳定性。
例如，在燃烧和燃料电池等能源转换过程中，热力学原理可以帮助我们优化能量利用效率。
•自由能变化：热力学原理还可以通过计算自由能变化来预测化学反应的可逆性和驱动力。
自由能变化为负意味着反应是可逆的和自发的，反之则为不可逆或需要外界驱动力。
例如，在电化学反应和生化反应中，自由能变化的研究对于理解反应机制和确定反应方向具有重要意义。
4. 量子力学原理在化学中的应用•分子结构预测：量子力学原理通过计算分子的电子结构和分子轨道来预测和研究分子的性质。
例如，通过量子化学计算，我们可以预测分子的几何结构、键长、键角以及电子云密度分布等信息，从而帮助我们理解和设计化学反应。
物理化学原理在有机化学教与学中的应用（共2篇）本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！第1篇:物理化学原理在有机化学教与学中的应用有机化学教与学中常常涉及化合物的稳定性判断，分析和讨论有机分子的稳定性是有机化学的重要内容之一，因为物理有机化学的反应性与其稳定性是密切相关的。
可燃物质B的标准摩尔燃烧焓是指在标准压力下，反应温度时，单位量的物质B完全燃烧为同温下的指定产物时的标准摩尔焓变，用符号表示为ΔcHθm(B，相态，T)，下标“c”和“m”分别表示燃烧和反应进度为1mol。
燃烧产物指定为：该化合物中C变为CO2(g)，H变为H2O(l)，S变为SO2(g)，N变为N2(g)，Cl成为HCl(水溶液)，金属成为游离状态。
燃烧焓可以很精确地测量，它是重要的热化学数据。
本文以烷烃、环烷烃和烯烃的稳定性为例，介绍燃烧焓在有机化学中的应用。
一、烷烃同分异构体的相对热化学稳定性烷烃和所有其他碳氢化合物一样，都是可燃的。
烷烃完全燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，并放出大量的热：CnH2n+2+O2(g)→nCO2(g)+(n+1)H2O(l)ΔrHθm(T)=Δc Hθm(CnH2n+2，T)燃烧焓的测定数据表明：直链烷烃分子每增加一个CH2，其燃烧焓数值的增加基本上是一个定值，即约为-·mol-1。
例如，甲烷、乙烷、丙烷和丁烷标准摩尔燃烧焓分别为-·mol-1、-·mol-1、-·mol-1和-·mol-1。
利用烷烃异构体燃烧焓的大小可以推测烷烃异构体的相对热化学稳定性。
在烷烃的同分异构体中，支链烷烃的燃烧焓比直链烷烃大。
支链越多，燃烧焓越大。
实验数据表明：在烷烃异构体中，支链最多的燃烧焓最大，也最稳定。
烷烃异构体燃烧时生成的产物相同，均为CO2(g)和H2O(l)，反应消耗O2(g)的量和生成产物的量也相同。
燃烧焓的不同，实际上说明了反应物烷烃分子能量的高低。
燃烧热大，说明分子具有的能量低，结构稳定。
因此，通过燃烧焓的大小，可以了解分子的稳定性。
表1给出了正辛烷及其同分异构体在时的标准摩尔燃烧焓。
由表可知，2，2，3，3-四甲基丁烷的燃烧焓最大，为-·mol-1，故最稳定；而正辛烷的燃烧焓最小，为-·mol-1，故最不稳定。
从分子能量上讲，2，2，3，3-四甲基丁烷比正辛烷稳定·mol-1。
根据表1中燃烧焓的数据，C8烷烃异构体的相对稳定性次序为：(CH3)3CC(CH3)3>(CH3)3C(CH2)3CH3>(CH3)2CH(C H2)4CH3>CH3(CH2)6CH3。
二、环烷烃稳定性的理解由环烷烃的化学性质可知，环烷烃的稳定性与环的大小有关。
三元和四元的小环化合物不稳定，易发生开环反应，而五元、六元和七元环烷烃即使在相当强烈的条件下也不开环。
环烷烃的稳定性次序为：三元环反-2-丁烯>顺-2-丁烯>1-丁烯，即对于含相同数目碳原子的烯烃异构体，与烯键碳原子直接相联的烷基数目多的较稳定，而在顺、反异构体中，反式较顺式稳定。
当然，对于烯烃的稳定性还可以用超共轭效应来解释。
在2-丁烯中，有六个C-H键与C=C双键发生超共轭效应；而在1-丁烯中，仅有两个C-H键与C=C 双键发生超共轭效应，故2-丁烯比1-丁烯稳定。
至于顺、反异构体的稳定性差异，其原因是两个较大体积的基团挤在一起，存在较大的张力，它们之间的范氏斥力使分子的能量升高。
基团愈大，其张力愈大。
在2-丁烯中，由于其所连甲基不是太大，故顺、反异构体的ΔcHθm差值仅为3kJ·mol-1。
在1，2-二叔丁基乙烯中，由于与烯键碳原子所联的叔丁基体积较大，故顺、反异构体的ΔcHθm分别为-6634kJ·mol-1和-6590kJ·mol-1，即相差达44kJ·mol-1。
第2篇:物理化学原理在有机化学教与学中的应用在机化学教学中，常常涉及到有机化合物稳定性的问题，运用有机化合物的热力学性质(如燃烧焓、生成焓和氢化热等)可以探讨并分析相关化合物的稳定性。
烯烃的稳定性在有机化学中是一个重要的概念。
本文主要介绍氢化热在分析和讨论烯烃、共轭二烯烃和苯分子稳定性中的应用。
一、氢化热与烯烃稳定性的关系在适当的催化剂(金属：Pt、Pd、Rh、Ni等)作用下，烯烃可与氢气加成生成烷烃。
例如，乙烯加氢生成乙烷。
CH2=CH2+H2CH3-CH3烯烃的加氢反应是放热反应。
这是因为反应过程中新形成的两个C-H？滓键放出的能量大于断裂一个C=C？仔键和一个H-H？滓键所需吸收的能量之和。
可见烷烃比它相应的烯烃稳定。
1mol不饱和化合物催化加氢时所放出的热量称为氢化热。
氢化热代表的是热力学函数焓的变化，它与反应的始态和终态有关，而与反应所经历的路径无关，即与反应的活化能无关。
烯烃的氢化热大小反映出烯烃的稳定性；氢化热越大，分子内能越高，其稳定性越差。
因此，根据氢化热数据可以比较和探讨不同结构烯烃的稳定性。
表1给出了一些烯烃的氢化热数据。
顺(反)2-丁烯及顺(反)2-戊烯两组烯烃加氢反应各自生成相同的烷烃，即分别为正丁烷和正戊烷。
但顺、反异构体的氢化热却存在差别(见表1)。
顺式较反式的氢化热大，说明反式异构体比顺式异构体稳定。
烯烃的稳定性还与双键的位置有关。
例如，1-戊烯和2-戊烯都氢化为戊烷；3-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯都氢化为2-甲基丁烷，它们的氢化热均与碳原子上所连的烷基的数目有关。
连接在双键碳原子上的烷基数目越多，氢化热越小，烯烃就越稳定。
根据表1中的氢化热数据，烯烃的稳定性顺序一般如下：R2C=CR2>R2C=CHR>RCH=CHR～R2C=CH2>RCH=CH2>CH2=CH2反RCH=CHR>顺RCH=CHR由于氢化只涉及C=C键，所有的单烯烃都是加两个氢。
如果生成的烷烃的结构对氢化热的影响不大，就可以利用氢化热来比较含不同碳原子和不同碳架的烯烃的相对稳定性。
通过比较各种烯烃的氢化热(见表1)，可以发现双键上有取代基的烯烃的氢化热要小些，取代基越多烯烃越稳定。
例如，乙烯的氢化热为·mol-1，其中一个氢被甲基取代后的丙烯的氢化热为·mol-1，而乙烯的四个氢都被甲基取代后的2，3-二甲基-2-丁烯的氢化热只有·mol-1。
烯烃的稳定性还可以用超共轭效应(一种由于C=C双键的？仔电子云和相邻的C-H？滓键电子云相互交盖而引起的离域效应，也叫做？滓-？仔超共轭效应)来解释。
以丙烯为例(参见图1)，由于甲基上三个C-H？滓键电子的离域，使得丙烯C-C单键的键长缩短为(一般烷烃的C-C单键的键长为)，分子因共轭而稳定。
同理，在2-丁烯中，有六个C-H键与双键发生超共轭效应；而在1-丁烯中，仅有两个C-H键与双键发生超共轭效应。
故2-丁烯比1-丁烯稳定。
二、氢化热与共轭二烯烃和苯稳定性的关系1，3-戊二烯和1，4-戊二烯都氢化为戊烷，具有共轭双烯结构的1，3-戊二烯的氢化热为226kJ·mol-1，而孤立二烯烃1，4-戊二烯的氢化热为254kJ·mol-1。
共轭双烯结构的1，3-戊二烯较不是共轭体系的1，4-戊二烯氢化热低28kJ·mol-1。
又如，苯的氢化热为208kJ·mol-1，而环己烯催化加氢时，一个双键加上两个氢原子变为单键，其氢化热为120kJ·mol-1。
如果按照凯库勒式苯环上有三个双键，则由苯加氢变为环己烷的氢化热应为3×120kJ·mol-1=360kJ·mol-1，比实际苯的氢化热低了152kJ·mol-1。
以上两例中的氢化热差值都是共轭体系分子中键的离域而导致分子更加稳定的能量，也叫共轭能或离域能。
离域能愈大，表示这个共轭体系更加稳定。
苯的离域能很大，故苯有较高的稳定性。
1，3-丁二烯和苯都是典型的共轭分子。
1，3-丁二烯和苯中碳原子均是sp2杂化，处于同一平面，它们的p轨道相互平行，π电子不是定域在两个碳原子之间，而是发生了π电子的离域(π-π共轭效应)，π电子是在整个分子的范围内运动。
这些电子通过π-π共轭使其活动范围扩大，从而导致π电子总的能量降低，使这些物质具有更好的稳定性。
苯由于形成了一个闭合的环状大π键，分子能量降低，分子稳定，键长平均化。
三、几点说明(1)根据氢化热比较烯烃的稳定性，是相对于相应的烷烃而言的；而根据生成焓比较不同烯烃分子之间的稳定性次序则是相对于稳定单质而言的。
若用氢化热比较烯烃异构体的稳定性顺序时对应于同一个烷烃，则结果与用生成焓比较的顺序一致，否则有可能不一致。
(2)用氢化热比较烯烃的稳定性，实际上主要反映的是C=C双键的稳定性。
烯烃氢化时只涉及C=C双键变成C-C单键，而其余部分的结构没有变化，故具有相似结构的烯烃，其氢化热十分接近。
(3)由于氢化只涉及C=C双键，所有单烯烃都是加两个氢原子，对于同数碳原子的烯烃，只有氢化产物相同时才能为一个可比较体系。
对于含不同碳原子和不同碳架结构的烯轻，如果生成的烷烃结构对氢化热的影响不大时，也可用氢化热来比较烯烃的相对稳定性，结果为双键碳原子上连接的取代基越多，烯烃分子越稳定。
(4)烯烃的相对稳定性是超共轭效应、共轭效应和立体效应等的综合结果。
(5)用氢化热数据比较和讨论烯烃的相对稳定性，只有在熵值相差很小时才能成立，否则还需考虑其他热力学因素。
(6)烯烃氢化是一个物理吸附、加成、再解吸的过程。
烯烃双键碳原子上连接的烷基越少，越易吸附于催化剂上，其氢化速率就越快。
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