文档介绍：兰州交通大学精品课程
物理化学
物理化学教研组
§ 物理化学课程的内容
绪论
1. 物理化学课程的主要内容
物理化学:从化学现象和物理现象之间的联系入手,运用物理学的原理和方法,借助于数学手段,研究化学变化的基本规律的一门学科。
物理化学是化学、化工类有关专业的一门重要的基础课。
物理化学的研究内容随着科学的发展而不断补充、不断更新。总的来说,物理化学的研究内容有宏观和微观两个方面。
宏观方面主要涉及化学变化与物理变化的一些基本的、普遍的规律。微观方面着重研究粒子的结构及相互作用。经典物理化学以宏观为主,近代物理化学中微观比例逐渐增加。
通过一具体实例(以乙苯作原料生产苯烯),介绍化学变化与物理变化中的普遍规律。
乙苯——苯乙烯+ Q (高温、高压)
在实际反应前,液体乙苯需气化成气体,并与水蒸汽以1:9混合,再将温度升高到指定温度。
乙苯——苯乙烯+ Q (高温、高压)
反应进行后,由反应器出囗将得到的高温混合气体(不参加反应的水蒸汽、未反应完的乙苯、产物苯乙烯及氢气)。该混合气体又通过冷却,分离出液体水、乙苯与苯乙烯的混合物(与水不容)及不凝结的氢气。最后还需通过精馏提纯将乙苯与苯乙烯的混合物分离出合乎要求的苯乙烯产品。
还可从其它例子如电解水、电镀、有机合成、材料制备、腐蚀与防腐等过程均涉及到物理变化和化学变化,所涉及问题均可归纳为两大类:化学反应的方向、限度和化学反应的速度和机理的问题。
在指定条件下,一个化学反应能否按人们所希望的方向进行?如能进行,可进行到什么限度(达平衡)?外界、内界各条件对反应有什么影响?……
(1) 化学反应的方向和限度的问题
在指定条件下,一个化学反应的速率有多大?哪些因素对反应速率有影响?如何影响?反应的机理怎样?这又是一个带有普遍性意义的问题。若速度过慢,必将失去利用的经济价值。速度过快有时会造成破坏性的后果,如爆炸,这关系到从速度的角度确定合理的反应条件。对上面反应温度太低,反应太慢,但温度太高又浪费能源,会引起氢气爆炸等,必须全面考虑。
(2) 化学反应的速度和机理的问题
除了上述两个方面的问题之外,物化还包括物质结构、结构化学方面的问题。这部分内容将有单独一门课讲解。
近年来,随着科学技术的迅速发展,物理化学的研究领域也不断扩大,内容也在不断加深和更新。根据教学大纲要求,本课程分2学期讲授。
物化是化学、化工专业的一门重要理论基础课。在日常生活、材料科学、生命科学、化学、化工、石油工业、智能工程等与人类紧密相关的各种过程中,均有广泛的应用。
2. 学习物化的意义
通过物化的学习。一方面扩大知识面和加深对已学过的化学课程(如无机、有机、分析)的理解,为后继课程(如化工原理等专业课)打下必要的基础。另一方面通过学习前人提出问题、考虑分析问题和解决问题的方法,提高自己辩证唯物观点、分析问题和解决问题的能力。