物理化学课程论文

第一篇：物理化学课程论文

摘要：近年来,新能源在世界范围内得到迅速发展。作为当代大学生，关心环境和未来是我们的责任。因此，笔者查证文献，分析了国内新能源技术发展现状、前景，希望能对关心新能源开发利用的朋友有所帮助。

英文摘要：In recent years, new energy have been developed rapidly around the world.As a contemporary college student, being concerned about the environment and the future is our responsibility.Therefore, I verify documents, analyze the domestic development and prospects of the new energy technologies, with the hope that friends who concern for new energy development and utilization can gain some help from this text.中文关键字：新能源 发展 现状 开发利用 可持续发展

英文关键字：new energy；development；the present situation ；development and utilization；sustainable development；

引言：能源问题已经刻不容缓,减少碳排放让世界目光聚焦新能源。虽然传统能源在国际能源消费中的比例仍然居多,但许多国家都把发展新能源作为缓解高油价压力、应对气候变暧以及实现可持续发展的重要途径和长远战略。而在我国,支持新能源发展的方针被明确写进了今年的政府工作报告,这意味着发展新能源的春天已经到来。

一 研究背景

在经济高速发展的今天，能源越来越凸显出其重要性。能源是国民经济的基础产业，对经济持续快速健康发展和人民生活的改善发挥着十分重要的促进与保障作用。而对于中国来说，我们加入WTO之后，意味着我们处在一个更加开放的环境中，我们的着眼点不应该局限于中国。应该放到更大的背景下去看。而更加重要的是，我们正处于工业化阶段，而且大部分的研究表明我们正处于重工业化的阶段，我们面临能源紧张的危机，所以我们对新能源的开发和利用显得尤为重要。

为了保证人类所需的能源得到稳定而持久的供应，减轻和防止环境污染对人类的危害，世界各国特别是经济发达国家都高度重视新能源的开发利用和新能源技术的发展，把新能源技术摆在新技术革命支柱技术的重要位置，制定规划，采取措施，加大投人，积极发展。

地球上的各种能源，有的已被大规模开发和广泛利用，如煤炭、石油、天然气、水力等，称常规能源;还有一些能源，如氢能、太阳能、风能、地热能、海洋能、核能、生物质能源等，是正在以新技术为基础,系统开发和利用的能源，被通俗地称为新能源。它们的共同特点是资源丰富、可再生、没有污染或很少污染。研究和开发清洁而又用之不竭的新能源,是21 世纪发展的首要任务,将为人类可持续发展做出贡献。

氢能具有清洁、无污染、效率高、重量轻、储存和输送性能好等诸多优点，其开发利用首先必须解决氢源问题，大量廉价氢的生产是实现氢能利用的根本。目前,世界上氢的年产量是3600 万吨,但绝大多数是从石油、煤炭和天然气中制取。由水电解制氢技术上是成熟的,但因消耗电能太多,经济上不合算。因此，必须寻找一种低能耗、高效率的制氢方法。如利用太阳能光解水制氢将是一种非常有前途的制氢方法。同时，安全、高效、高密度、低成本的储氢技术，是将氢能利用推向实用化、规模化的关键。目前,研究新的经济上合理的制氢储氢方法是一项具有战略性的研究课题。

太阳能资源是指到达地面的太阳辐射总量，包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。它受地理位置和地面反射等因素的影响，各地差异较大。太阳每年辐射到地球表面的能量为50 ×1018 千焦,相当于目前全世界能量消费的113 万倍,因此利用太阳能的前景非常诱人。阳光普照大地,单位面积上的辐射并不大,如何把分散的热量聚集在一起成为有用的能源是有效利用太阳能的关键。

风能利用的主要方式有风力发电、风力提水和风帆助航等。按人均风电装机容量算,丹麦遥遥领先,已经从风能中获得其电力的将近15 % ,其次是美国和荷兰。庞大的1615 亿千瓦涡轮机的问世及其它进展,使风能的成本从1980 年以来已经下降了90 %。在一些地方,风力发电比石油或天然气火力发电所产生的电力要便宜。据设在华盛顿的思想库世界观察研究所说,10 年来,全世界的风力发电量一直以每年25 %的平均速度递增,超过了任何其它的能源。

地热主要由地幔的岩浆作用或火山的运动而形成。地热的利用主要分为地热发电和直接利用两类。全球地质资料表明,世界上存在两大地热带。一是地中海——喜玛拉雅地热带,包括意大利、我国青藏高原、菲律宾、印度尼西亚,直到南太平洋的新西兰；另一个是环太平洋地热带,包括美国西海岸、冰岛、日本等地。目前，人类利用地热发电已达43756 GW·h/a,地热的直接利用36910 GW·h/a。但据估计人类利用地热发电的潜力可达12000 T W·h/a。

海洋能是指海洋本身所蕴藏的能量，它包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能和化学能。另外,科学家已经探明,海底埋藏着大量的甲烷,总储量估计是诸如石油和煤炭等其他矿物燃料总储量的2倍以上。作为有价值的气体能源,它既能直接燃烧提供热能,又能作为燃料电池的动力。如何安全经济的加以开发和利用海底甲烷将是又一新的研究课题。

20世纪30年代，随着对原子核研究的深入，人类发现了原子核内蕴藏着巨大的可开发能量，并致力于和平利用原子能的研究。经过半个多世纪的努力，迄今世界上已有30多个国家建成440多座核电站，其发电量占全球发电量的18%。与火电相比，核电是廉价、洁净、安全的能源。随着将来受控热核聚变的成功，核能必然成为未来的能源支柱。

生物质能指的是利用自然界的植物以及城乡有机废物转化成的能源。它们主要由碳氢化合物组成,也是一种可供人们利用的能源。

二 我国新能源开发利用的现状

我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。

我国在能源领域面临的主要挑战是：

(1)人均能源资源占有量不足，且分布不均。(2)人均能源消费量低，单位产值的能耗高。(3)能源构成以煤为主。

(4)工业部门消耗能源占有很大的比重。

(5)农村能源短缺，以生物质能为主。

(6)从能源安全角度考虑，我国能源面临挑战。

(7)能源品种结构不合理，优质能源供应不足。

(8)能源工业技术水平有待进一步提高。

(9)节能提效工作亟待加强。中国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中，关于优先展新能源部分指出:“要重点研究开发大型风力发电设备，沿海与陆地风电场和西部风能资源密集区建设技术与装备，高性价比太阳光伏电池及利用技术，太阳能热发电技术，太阳能建筑一体化技术，生物质能和地热能等开发利用技术。

中国的风能资源十分丰富，储量约为32亿千瓦，可开发利用的风能约10亿千瓦，可开发的装机容量约2.53亿千瓦,风能资源居世界首位。.风力发电是中国增长最快的发电技术，仅2006年就使现有能力翻了一番。2007年，中国拥有4家主要的风力涡轮制造商，另有6家国外的子公司制造商，以及超过40公司开发和商业化生产风力涡轮。按照规划，到2020年中国将建MW级的风电机组2--3万台。

中国同样有着良好的太阳能利用条件，每年陆地接受的太阳辐射能相当于2.4万亿吨标准煤。中国对太阳能的开发利用已颇具规模：中国太阳能光伏生产能力已从2005年350兆瓦增加到2006年超过1000兆瓦，2007年约为1500兆瓦，几家中国公司拥有高效益的上市股票，有些价值数十亿美元，使全球对中国太阳能光伏产业刮目相看；太阳能热水系统的设置能力已从2000年3500万平方米提高到2006年底1亿平方米，仅2006年就增加了2000万平方米，太阳能热水器使用量稳居世界第一，中国一些公司现生产太阳能热水器成本为美国和欧洲的1/5~1/8。

生物质能资源，包括农作物秸秆、薪柴和各种有机废物，利用量约为2．6亿吨标准煤，占农村生活能源消费的70％，整个用能的50％。中国从农业途径产生的废弃物可望一年产生800亿立方米生物气体，高于政府到2020年年产生440亿立方米的目标。2006年，中国生物质发电能力约为2GW，大多数来自采用甘蔗废弃物为主要原料的热电组合（CHP）装置

我国新能源发电取得良好成绩。根据中电联公布的数据，我国2006年运行核电机组的装机容量685万千瓦，风力发电机组装机容量187万千瓦，同比增加76.7%。另据国家发改委统计，2006年全国在建秸秆发电项目总装机约120万千瓦，有三座总装机8万千瓦的秸秆发电站已投产。据此测算，包括核电、风电和生物质能发电在内的新能源占全部装机容量的1%。新能源发电装机容量上升，主要是受资源和环保的压力增加驱使。

但有统计显示，我国可再生能源资源量是每年73亿吨标准煤，开发量尚不足。目前除了小水电外，中国可再生能源发电成本远高于常规能源发电成本，如小水电发电成本约为煤的1.2倍，生物质发电成本为煤电的1.7倍，风力发电为煤电的1.7倍，光伏发电为煤电的11倍至18倍。成本偏高抑制了可再生能源市场，市场狭小又会给可再生能源的成本降低造成障碍。这种恶性循环，桎梏了可再生能源的产业化

近年来，我国可再生能源开发利用技术取得明显进展，已进入产业化发展阶段，再加上国内法规体系日臻完善，特别是2005年《可再生能源法》的颁布和施行，极大地调动了各方面发展可再生能源的积极性，大规模开发利用可再生能源的时机基本成熟。

在政策倾斜下，新能源产业化规模将不断扩大，具有规模优势及资源优势的新能源企业将有更大的发展空间。国家经贸委组织制定的《2000-2015年新能源与可再生能源产业发展规划要点》指出：中国今后将大力发展新能源和可再生能源，到2015年新能源和可再生能源年开发量将达到4,300万吨标煤。2015年新能源和可再生能源产业将成为国民经济的一个新兴行业，潜在市场价值约1,000亿元。

三 新能源开发利用的前景 石油等传统能源的枯竭预期以及环保的压力使得新能源业务的比较优势日益突出。从而也加大了市场参与主体对新能源业务的研究激情，这有利于发电成本的大幅下降，如此就有利于提振产业资本新能源投资的底气。

开发利用新能源是应对能源、环境挑战，促进经济可持续发展的重要战略举措。根据新能源发展战略研究专家预测，随着石油的世界性大量消耗，不久后全球将面临资源短缺的现实问题。从世界范围来看，新能源的综合利用今后会有更大的发展空间

当前经济危机不会影响新能源产业发展的总体趋势，面对全球能源危机和环境危机的双重压力，新能源在全球范围内的迅猛发展不可逆转。尽管经济危机对风力发电的发展速度产生比较严重的影响，但总体来讲利用包括风能和太阳能在内的新能源产业解决环境问题的总体战略不会改变。

结论：近年来，受石油价格上涨和全球气候变化的影响，新能源发展日益受国际社会的重视，许多国家提出了明确的发展目标，制定了支持新能源发展的法规和政策，使新能源技术水平不断提高，产业规模逐渐扩大，成为促进能源多样化和实现可持续发展的重要能源。从化石能源的资源有限性看，新能源主导社会发展只是迟早的事，或许石油紧缺加速了它的步伐，但决不是主要原因，因为新能源幻化成真是能源发展的大势。开发利用新能源和可再生能源是一项远有前景，近有实效的事业。但由于尚处在发展初期，同其它能源建设相比，需要政府给予更多的支持和相应的扶持政策。

参考文献：

[1] 王玉萍,赵媛.世界风电政策分析及对我国风电政策的建议[J]安徽农业科学, 2008,(01).[2] 刘助仁.新能源:缓解能源短缺和环境污染的新希望[J].科技与经济, 2008,(01).[3].周大地,韩文科主编.中国能源问题研究 [M].中国环境科学出版社, 2002.[4] 肖英.全球新能源技术发展:以技术垄断与技术扩散为视角[J]可再生能源, 2007,(04).[5] 张希良主编.风能开发利用 [M].化学工业出版社, 2005.[6] 张无敌,宋洪川,钱卫芳,秦素梅.我国生物质能源转换技术开发利用现状[J]能源研究与利用, 2000,(02).[7] 张政伟,吕子安,张英,徐旭常.能源与中国经济增长[J]工业技术经济, 2006,(01).

第二篇：物理化学论文

物理化学论文

一个学期就这样马上就过去了，我们对物理化学这门课也有了系统的学习。对于物理化学这门课，我最大的感觉就是抽象，物化不像无机化学，每一个反应都能通过化学反应实验真实的反映出来，物化更多的是理论上的东西，在刚刚开始学物化的时候，我几乎被一大堆偏微分关系式所吓晕。虽然高中时就学过物理，进入大学时也学习过一个学期的大学物理，但由于成绩一直不理想，所以对于物理化学一学是真直都存在恐惧心理的。尤其是看那一大堆偏微分的公式，更是让我觉得头痛。然而通过阅读以及对以前高数的复习，我慢慢地能理解偏微分的含义了。由于物化是一门交叉性的学科，因此我们除了上课要认真听讲外，更重要的是联系以前学习过的知识，将它们融会贯通，这才能学习好物化。所以对物化的学习，需要靠理解，领悟，不过，认真的记住每一个公式也是很重要的，所以我先总结一下物化的学习心得：

勤于思考：十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵等千方百计领悟其物理意义，甚至不妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。

二、认真听讲：要抓住老师上课讲的重点知识，了解物化学习过程中的难点，思考老师是怎样理解书本中内容的，一定要紧跟老师的思路，不能松懈。

三、勤于总结：物理化学这门课知识点多，内容零散复杂，但是知识前后联系又很紧密，所以一定要善于总结，把前后知识联系在一起。

四、善于联系实际：学习并不是一味的学习，还需要关注、联系生活中得事物。学习的目的是什么?以为学习就是把书本上的知识掌握，能够很便利的运用知识解决所有题目，这就是学习的目的，但现在发现，学习的目的是与生活分不开的，所以当熟练掌握书本知识后，不但学会解决联系题目，重要是懂得怎样把这些知识是运用到生活中或与生活联系。

在这门课中，我们主要学习了热力学部分的知识，在热力学中，我们学习了热力学三大定律，以及它们之间的相互关系，还掌握了几个状态函数的求解方法。尔后，我们还学习了溶液中普遍存在的拉乌尔定律和亨利定律。相平衡这张内容中我们见到了形形色色的相图，包括二组分、三组分以及多组分的相图及其应用。在化学平衡中我们掌握了温度、压力以及惰性气体对化学平衡的影响。最后，我们还学习了统计热力学基础，其中最重要的就是原子、分子配分函数以及用这些知识求热力学状态函数的值。

以下就是我对物理化学的公式与使用条件的一些总结，希望能与大家共同分享。

1.理想气体状态方程

PV = nRT

对理想气体是万能公式，怎么用都没错。2.范德华方程

2(pa/Vm)(Vmb)RT

(pan2/V2)(Vnb)nRT

式中a的单位为Pa·m6·mol-2，b的单位为m3·mol-1，a和b皆为与气体的种类有关的常数，称为范德华常数。

此式适用于最高压力仅为几个MPa的中压以下范围内实际气体p，V，T，n的相互计算。

3.热力学第一定律的数学表示式

UQW

dUδQδWδQpambdVδW'

规定系统吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境作功为负。式中pamb为环境的压力，W’为非体积功。上式适用于封闭体系的一切过程。4.焓的定义式

HUpV

5.焓变

（1）HU(pV)

式中(pV)为pV乘积的增量，只有在恒压下(pV)p(V2V1)在数值上等于体积功。（2）HnCp,mdT12

此式适用于理想气体单纯pVT变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程，或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。6.热力学能(又称内能)变

UnCV,mdT12

此式适用于理想气体单纯pVT变化的过程。7.热容的定义式（1）定压热容和定容热容

CpδQp/dT(H/T)p

CVδQV/dT(U/T)V

（2）摩尔定压热容和摩尔定容热容

Cp,mCp/n(Hm/T)pCV,mCV/n(Um/T)V

上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。8.体积功（1）定义式

WpambdV

或 WpambdV

 V)  nR(T  T)适用于理想气体恒压过程。（2）W   p(V1 2 2 1（3）Wpamb(V1V2)适用于恒外压过程。（4）WpdVnRTln(V2/V1)nRTln(p2/p1)V1V2 适用于理想气体恒温可逆过程。（5）WUnCV,m(T2T1)适用于

CV,m为常数的理想气体绝热过程。

9.理想气体可逆绝热过程方程

(T2/T1)CV,m(V2/V1)R1(p2/p1)R1

(T2/T1)Cp,m(p2/p1)(V2/V1)r1

上式中，Cp,m/CV,m称为热容比（以前称为绝热指数）C，适用于V,m为常数，理想气体可逆绝热过程p，V，T的计算。10.反应进度

nB/B

nnBnB,0nB,0上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况，B，为反应前B的物质的量。B为B的反应计量系数，其量纲为一。的量纲为mol。11.标准摩尔反应焓

θθθrHmBfHm(B,)BcHm(B,)

θθH(B,)H式中fm及cm(B,)分别为相态为的物质B的标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓。上式适用于=1 mol，在标准状态下的反应。12.rHm与温度的关系

rH式中

θm(T2)rHθm(T1)rCp,mdTT1T2

rCp,mBCp,m(B)，适用于恒压反应。

13.节流膨胀系数的定义式

JT(T/p)H

JT又称为焦耳-汤姆逊系数。

这些就是我对物理化学这门课这一学期学习的心得体会以及总结。

第三篇：物理化学课程总结（定稿）

物理化学期末总结

在这一学期的学习中，我们主要学习到了物理化学中的电化学，量子力学，统计热力学，界面现象与化学动力学的一些基础知识，这其中我个人还有许多地方存在问题，包括一些基础概念，公式，还有解题思路，都有些欠缺。这更能说明这是一门需要我们用心才能学好的课程，在这里请允许我自我检讨一下：

在这一学期的学习生活中，我并没有尽到一个好学生应尽的义务去认真负责的完成本学期的学习任务，导致在临近期末的时候脑海中实在搜刮不出一些讲得出口，拿得出手，上得了台面的知识与技巧，又实际上没有没什么可说的，没什么能说的出口的，可以说是虚度好一段大好时光。学习本如逆水行舟，不进则退。但学期末的总结也只能说是反省一下自我过失，谈不上后悔，和如果当初了......为了期末考试对于我来说我还是要好好复习。以弥补我在这个学期中对物理化学学习的不用功。

但是，这学期的课程中有很多我感兴趣的部分知识点，仍然学了些可以总结的东西，比如电化学。

电化学学习伊始，老师就提点了我们几点基本的学习要求：①理解原电池与电解池的异同点；理解电导‘电导率’摩尔电导率的定义及其应用。②掌握电解质的活度‘离子平均活度和离子平均活动系数的定义及计算。③掌握离子迁移数，离子电迁移率的定义了解迁移数的测定方法。掌握离子独立运动定律和德拜休克尔极限定律。④掌握电池反应和电极反应的能斯特方程，会利用能斯特方程计算电池电动势和电极电动势。⑤了解浓差电池的原理，了解液接电势的计算。⑥了解分解电压和极化的概念以及极化的结果。

学习中我了解到电化学是研究化学能和电能相之间相互转化规律的科学。其中电解质的导电任务是由正，负离子共同承担，向阴，阳两极迁移的正负离子物质的量总和恰好等于通入溶液的总电量，等类似的基本概念。还学会了希托夫法测量离子迁移数的测定方法，电导定义，德拜休克极限公式和有关电池热力学方面的计算与测定。当然不能不提的还有电池的原设计，其中有氧化还原反应的，中和反应的，沉淀反应的以及浓差电池——扩散过程。

窥一斑而见全豹，从本学期的电电化学的学习中，我更加深了了解物理化学这门课的含义：即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。也更加明白了问什么说“物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度”。

最后我想说的是物理化学是一门值得我们学生努力学习的一门课，它相对而言更难，更精，是我们化学专业领域的一块好工具，傻傻的我一开始并不清楚，只有失去才懂得追悔莫及。

第四篇：物理化学课程教案

第十二章

化学动力学基础

（二）教学目的与要求: 使学生了解和掌握化学反应速率理论发展的动态，两种速率理论的具体的内容，基本思路及其成功和不足之处。

上一章介绍了化学动力学的基本概念，简单级数反应的动力学规律和等征，复杂反应的动力学规律，温度对反应速率的影响以及链反应等，同时还介绍了反应机理的一般确定的方法，在这一章中，主要介绍各种反应的速率理论。

重点与难点: 反应速率理论的基本假定和一些基本概念，基本结论：阈能，势能面，反应坐标，能垒高度，以及阈能，能垒高度等与活化能的关系等。

§12．1 碰撞理论

碰撞理论的基本假定

碰撞理论认为：（1）发生反应的首要条件是碰撞，可以把这种碰撞看成是两个硬球的碰撞；（2）只有碰撞时相互作用能超过某一临界值时才能发生反应，化学反应的速率就是有效碰撞的次数。

双分子的互碰频率

设：要发生碰撞的两个分子是球体，单位体积内Ａ分子的数目为NA，B分子数为NB，分子的直径为dD和dB，则碰撞时两个分子可以接触的最小距离为dABdAdB/2。

当A、B两个分子在空间以速度vA,vB运动时，为了研究两个分了的碰撞，通过坐标变换，可以把两个分子的各自的运动变换为两个分子重心的运动（质量为MmAmB）和 质量为(m1m2)/m1m2的假想粒子以相对速度vr的相对运动。此时两个分子的运动的能量可以表示为：

11112222Em1v1m2v2(m1m2)vMvr2222

式中vM为分子的质心的运动速度。由于分子的质心的运动和分子碰撞无关，可以不予考虑。而两个分子的平均相对运动速度为

vr 碰撞频率为

8RT

由此可以得到A，B分子的，相同分子之间的碰撞频率为

2ZAAdA2ZABdAB8RTNANB8RT22NA2dA A、B两个分子相互碰撞过程的微观模型

几个基本概念：

碰撞参数：通过Ａ，Ｂ两分子的质心，而与相对速率平行的两条直线的距离

RT2NAMA

b称为碰撞参数。

碰撞参数描述了两个分子可以接近的程度，两个分子要发生碰撞的条件

dAdBdAB2

0≤ b ≤

2碰撞截面： CdAB，凡是两个分子落在碰撞截面内才能发生碰撞。

1ur2碰撞时两个分子相互作用能：分子的相互移动能2在碰撞时两个分子的质心连线的分量是两个分子的相互作用能。

在反应过程中，只有超ε δ过某一规定值ε

c时，碰撞才是有效的，εc称为反应的阈能或临界能（对不同的反应，ε，故发生反应的条件为 c不同）

12vrcosc εr‘≥εc

22ur2dABb2cos()d2dABAB因为22br12dAB

b2或ε‘（1－r（dAB2)≥εc

从上式可以看出，要满足碰撞时的相互作用能不小于εc，对相对移动能和碰撞参数都有限限制的条件。对某一εr，要使上式满足的碰撞参数为br，则有

br(1r2)cdAB br2dAB2(1c)r 或

当ευ 一定时，凡是b ≤ br 的所有碰撞都是有效的。据此，定义反应截面

rbr2dAB2(1c)r

对一定的反应来说，ε变，所以σδ是ε

δ

υ一定，br随ε

δ

而的函数，（也是ur的函数）可

以用左图表示反应截面与相对动能的关系。

微观反应与宏观反应之间的关系（有效碰撞分数的求算）

如果研究一个分子和其它为数众多的分子的相对速度，会有无数个相对速度，并呈现一定的分布，这种分布也可以用麦克斯韦速率分布公式表示，即

dN(ur)322u4N()urexp(r)dur2kT2kT

将εδ=(1/2)μur2代入上式，可以得到相对动能的分布公式

1dN(r)213212()exp()NdkT kT上式的意义是，在单位体积中的N个分子中，一个分子和其它N1N个分子的相对速率在ururdur（或相对移动能在rrdr）之间的机率。

在该速率间隔中（或能量间隔中）和其它粒子的碰撞的次数

213212kT2NdABur()redrkT

在上述碰撞中，满足εr≥εr，又在反应截面内的碰撞次数为

rr213212kT2NdAB(1)ur()redrkTrc

上式是一个分子的有效碰撞频率，如果是N个分子的有效碰撞，则有

2rZAA1N2rNdAA2r213212kT(1)ur()redrckT

rc/kT2RT2N2dAeMA

c/kTeEc/kT所以，有效碰撞的分数为

qe1/2

c/kT可以证明，两种不同分子的有效碰撞在总的碰撞中占的分数亦为e 所以反应的速率

dNA2ZAA(ZAB)dt

（一次碰撞消耗２个分子）

22RTEc/RT4NAdAMeA

两边除以L，使NA成为CA

dCA22RTEc/RT4LCAdAedtMA

dCA2kTCAdt和二级反应的速率公式相比

2RTk4LdAMA反应阈能与实验活化能和的关系

EaRT2Ec/RTe

dlnk(T)dT根椐实验的活化能定义

将上边得到的反应速率常数代入，可以得到

E11EaRT2c2EcRT22TRT

1EcRT2对于一般的反应，则可以认为EaEc，但两者的含义是不同的，Ec才是与温度无关的常数。若用代替，则上式可改写成

28kTEa/RTkTLdABe

或以求出阿仑尼乌斯公式指前因子所代表的实际意义是

28kTALdAB

概率因子

§11．２ 过渡状态理论

过渡状态理论又称活化络合物理论，是在量子力学及统计力学的基础上发展起来的，在理论有形成过程中又引入了一些模型假设。

在由反应物到产物的转化过程中，要经过（由两个反应物分子构成的体系的）势能较高的过渡状态，形成不稳定的活化络合物，它可以和反应物达成平衡，而活化络合物分解转化为产物的速率就是该反应的速率。

势能面

（1）原子之间的势能

原子之间的相互作用力（来自于不同的原子和电子之间的相互作用）可以用势能来表示，对双原子分子来说，它是原子之间的势能的函数。

EpEpR

原则上，可以由量子力学的计算得到，但计算过程颇难。另一种方法是采用经验公式的进行计算，莫尔斯（Morse）公式就是对双原子的经验公式

EprDeexp2arr02exparr0)］

0

E(r)与r的关系可以用下图来定性的表示

在图中，De为阱深，r0为两原子的平衡核间距，r＞r0，两核之间有吸引力，r＜r0时，两核之间有斥力，这样两个原子如同一个振子在平衡位

置振动，这种振动是量子化的，振子的能量为

1Ev(v)h2

式中v是振动量子数（v =1，2，…v），ν是系统的振动特征频率，当v =0时，11h22Ev = E0 =hν，E0称为零点振动能，而De和E0的差值为D0 =De－（E0），v = 0的状态为基态，（完美晶体在OK时，各原子均处于振动基态，具有零点振1hE02动能）。

当光照或分子之间运动发生碰撞时，振动状态会从较低的状态跃迁到较高的状态。

D0的数值可以从光谱的数据中获得

当然，这样的势能和r的关系仅是分子中电子处于基态的情况，当电子的运动状态发生变化时，势能的关系也会发生变化。

１．分子间的势能与势能面

设：原子A和双原子B－C发生反应，当A靠近B－C时，由三个原子构成的体系的势能也会发生变化，要描述三个原子之间的距离，需要三个坐标（rAB, rBC, rAC）,而描述三个坐标与势能的关系需要四维空间, 这是无法用平面图型来表示的, 为了说明过渡状态的基本思路, 可以设想三个原子在同一条直线上, 这样, 只需要两个原子间距的标, 同时可以在平面图上表示。

按照该理论的基本假设，在反应进行的过程中

AB+ CABCC

A + B

A靠近B－C时, B－C之间的化学键松驰, 同时三个原子构成的反应体系的势能会发生变化, 形成过渡的活化络合物, 最后活化络物分解, 生成产物分子, 在这个过程中, 体系的势能是核间距和的函数, 这种函数关系可以用下图定性的进行说明.1.立体图的说明 2.平面图的说明

1．反应坐标

反应体系(三个原子)从反应物转化到产物所经过的能量要求最低的途径.2．E0与Eb的关系及定义

Eb是活化络合物的最低势能与反应物的最低势能之间的差值。

E0是活化络合物的零点能与反应物的零点能之间的差值。

由过渡状态理论计算反应速率

按照基本假定: 反应物和活化络合物可以达成化学平衡, 并且活化络合物一旦生成, 它将一无反顾地转化为产物, 而转化为产物的速率就是该反应的速率。同时假定：导致生成产物那种不对称的振动很弱，一次振动就可以使活化络合物分解而生成产物。

d[A－－B－]r(分解)[ABC]dt

C][AB由于反应物和活化络合物可以达成平衡。

A + B

[AC]BKc=

[A][BC]

=K[A][BC][ABC]c d[ABC](分)代入上式 [A][BC]K=νcr= dt和二级反应的速率公式相比较, k = νKc＃，所以只要知道KC＃, 便可以求出速率常数。有两种方法可以求出Kc＃ １． 速率常数的统计力学处理

由统计力学的知识，可以求出反应的速率常数为

kBTf3tfrfvABvE0kexp()333NA633NB63h/2(ftfrfvkBT)(ftfrfv)3[3N3N7]式中活化络合物的振动自由度为3(NB+NB)－7, 是因为一个引起活化络合物分解的那个振动自由度已经分离出去了。

原则上只要知道分子的质量，转动惯量，振动频率等微观物理数据，就可以由此式求出反应的速率常数。所以这个理论也称为绝对反应速率理论。

２． 过渡状态理论的热力学方法处理

过渡状态理论的热力学处理就是用反应物转变为活化络合物过程中的热力rGmrHmTrSm学函数的变化值来计算Kc，并进一步计算速率常数值k。（对于n 分子的反应）

kBT1nrSmrHmk(c)exp()exp()hRRT

对于气相的反应，也可以用压力表示浓度，则有

kBTp1nrSm(p)rHm(p)k()exp[]exp[]hRTRRT

Ec,Eb，E0，Δ≠r Hm⊙，Δr≠Sm⊙，Ea和指前因子之间的关系

（1）几个与能量有关的物理量的含义及相互关系

Ec是发生有效碰撞时，分子的相互移动能在碰撞时的质心连线上分量的阈值

Ea = Ec + RT E0是活化络合物的零点能与反应物的零点能的差值，Eb是反应物形成活化络物时所必须翻越的能垒的高度。

11EaEb[h0h0(反应物)]L22

E0与实验活化能的关系为Ea = E0 + mRT（m包括了普适常数及配分函数中所有与T有关的因子，对一定的反应体系，有定值。

对于理想气体的反应，Ea≈Δ当温度不太高时，Ea≈Δ

r

≠

≠

r

Hm+ nRT（n为气态反应物的系数之和）

⊙

Hm⊙

两种速率理论的比较

分子碰撞理论把分子看作是没有结构的球体，分子之间的反应看作是硬球之间作用能大于某一特定的阈能的有效碰撞，对很简单的反应可以计算出反应的速率常数。但由于模型的粗糙，对稍微复杂的反应的计算也不能和实验相符，为了迎合实验数据，提出了几率因子，但它又不能由碰撞理论本身得到。另外，该理论本身也不能解决反应阈能的计算问题。但分子碰撞理论必定给人们描绘了反应过程中分子相互作用的清晰图象，成为反应速率理论进一步发展的基础。

活化络合物理论在现代量子力学和统计力学的基础上，对化学反应过程提出子新的物理模型，和碰撞理论相比，它解决了反就应的活化能的求算问题，通过对反应的势能面的计算，可以预言化学反应进行的途径，可以揭示阿累尼乌斯公式的指前因子的物理意义，可以解释并计算碰撞理论的几率因子，这个理论对反应速率常数的计算在原则上可以不借助认何反应的实验数据，仅凭对有关物质的微观化学结构的了解和量子力学和统计力学的计算，就可以解决反应的速率常数和求算问题，所以这个理论又称为绝对反应速率理论。

第五篇：物理化学学报论文模版

[Communication Article Review]

中文题目(宜简单明确, 能突显出文章的主要内容和独特之处, 文题中尽量避免使用‘研究、探讨、初探’等词语)张三1 李四1,2,* 王五1 欧阳六2

(1北京大学化学与分子工程学院, 北京分子科学国家实验室, 北京 100871;2浙江大学化学系，杭州 310027)

摘要

《物理化学学报》是由中国科学技术协会主管、中国化学会主办、北京大学化学与分子工程学院物理化学学报编辑部编辑出版的学术刊物, 月刊, 向国内外公开发行, 刊载物理化学领域具有原创性的基础研究和应用研究的成果.从1997年起被SCI收录.2011年网络版平均出版周期为97天, 印刷版为154天.物化学报接受用英文或中文撰写的稿件.英文稿件录用后优先发表.为便于国内外数据库收录和审稿, 中、英文稿均需有中、英文题目, 作者姓名与单位, 摘要, 关键词.文稿请注明中图分类号.关键词：

关键词1;关键词2;关键词3;关键词4(5～8个)中图分类号： O641-O649(选择一个具体的)

Title in English(与中文题名含义一致，且每一个实词的第1个字母大写)

ZHANG San

1LI Si1,2,*

WANG Wu1

OUYANG Liu2

(1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, College of Chemistry and Molecular Engineer-ing, Peking University, Beijing 100871, P.R.China;2Department of Chemistry, Zhejiang University，Hangzhou 310027, P.R.China)

Abstract

Content of abstract中英文摘要按照―拥有与文章同等量的主要信息‖的原则, 应能简明、确切地阐述文章的创新性内容, 给出研究目的(有时可省略)、方法、重要的结果和主要结论;但不宜对文章内容和结论进行评价或评论, 不宜有引言中出现的内容, 不宜简单重复题目中已有的信息;不推荐在摘要中引用文献, 除非文章证实或否定了他人已发表的结果.摘要中尽量不使用复

Received:;Revised:

*Corresponding author.Email: whxb@pku.edu.cn;Tel: +86-10-62751724.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(xxxxxxxx).国家自然科学基金(xxxxxxxx)资助项目

杂化学结构式、图片和公式.英文摘要的含义应与中文摘要一致, 但不应逐字翻译中文摘要;英文摘要尽量使用简单句, 避免使用复句套复句的超长语句, 推荐篇幅为200−400个单词.Key Words：

Keyword1;Keyword2;Keyword3;Keyword4(中、英文关键词一一对应)前言

前言部分讨论与文章内容相关的文献已报道的结果, 不宜简单描述某某做了什么、得到什么结果和结论, 而应进行有深度的归纳和总结.前言需清楚并简明地说明研究目的、重要性、创新性和对该领域的新贡献, 但不需要在前言中交代具体的结果或结论.正文以1.5倍行距, 宋体(英文用Times New Roman), 小四号字, 稿件还应标注页码以利于编辑和修改.正文各部分都应简洁明了.层次标题一律用阿拉伯数字连续编号;不同层次的数字之间用小圆点(.)相隔, 末位数字不加标点符号.如“1”, “1.1”等.2实验部分 2.1 二级标题 2.1.1 三级标题

为便于感兴趣的读者重复实验(计算)结果: 实验部分应交代足够的实验细节以及可能存在的危险;特殊试剂需要给出厂家和纯度, 常用试剂只需给出纯度;主要仪器需要给出厂家和型号以及主要的实验参数;计算部分应交代计算所用程序、计算步骤、计算方法以及所用参数.结果与讨论

结果与讨论部分应准确地呈现主要结果, 并注意数据之间以及数据与文字之间的逻辑一致性.应结合文献结果进行有深度的讨论, 而不仅仅是描述结果, 建议讨论结果的重要性并能与前言中提出的问题相呼应.专业术语的缩略语、略称或代号, 在首次出现时需注明其全称或加以说明.文稿中的物理量(量符号需用斜体)与单位推荐按照―中华人民共和国国家标准GB3100~3102.93量和单位‖的规定表述.出现组合单位时, 请在单位与单位之间加点乘符号, 如J·K−1·mol−1.物理量如需加注上、下角标说明时, 其字符位置高低应区别明显, 如: SBET、r n等.文内较长或需突出的公式, 推荐单独占一行并居中.有机化合物及一般配合物尽量不写结构式, 尤其是在行文及表格中使用时, 请采用简单的化学式或以适当的化学名称表示.对一些复杂的结构式, 可将该化合物作为图编号, 正文及表格中使用其编号.行文内书写含分数式的公式时, 请用斜分数线, 如ΔS=Qr/T, θ=b/(1+b).带根号的公式, 请用幂的形式表示, 如F(α)=1−(1−α)−1/2.较复杂的e为底的指数, 以exp形式表示, 如exp(−Ea/RT).Signal intensity(d)(c)(b)(a)680684688692图

1中文图题

Fig.1

Figure title in English

表1

中文表题

Table 1

Table title in English

wAC(%)a 0 2 5 20 100 P-25 SBET /(m·g-1)58.37 67.56 96.97 296.35 1150 50

2Binding energy/eV

696(a)Bent;(b)Fe-Bent;(c)Fe-Al-Bent(图注用英文表述)

TiO2 size(nm)13.0 13.6 14.0 10.4 — 25

k/min-1 0.02412 0.02485 0.04806 0.01937 0.00139 0.03273

Phenol degrada-tion(%)b

76.3 88.7 99.5 84.5 38.9 96.2

Rc 0.953 0.955 0.953 0.957 0.932 0.952 a)

, b), c)

(表注用英文)

图、表按在文中出现的先后顺序, 分别用阿拉伯数字编号(如, 图

1、图

2、图3…, 表

1、表

2、表3…), 并且所有图、表均应在正文中被提及.为便于国外读者理解文章主要内容, 图、表应具有自明性;图、表有对应的中英文图题、表题(英文文章不需要中文图题、表题), 图题、表题应尽量简短, 将说明性文字以及对图表中使用的符号的解释说明放在图注、表注中;图注、表注及图表中的各项表述只使用英文.图可用*.TIF、*.JPG、*.PCX、*.BMP等格式, 推荐优先使用*.TIF.曲线图推荐用Origin(8.0及以上版本)做图, 并将Origin原图插到Word文档中, 无须转换为JPG或TIF图.单栏图片最大尺寸为8 cm×20 cm, 通栏最大尺寸为17 cm×20 cm, 通栏的宽应大于 10.5 cm.图的分辨率宜达到或超过如下标准: 黑白曲线图600 dpi, 灰度图300 dpi, 彩色图300 dpi.图应墨黑线匀、曲线位置适中美观, 曲线的粗细是坐标轴的2倍.图中曲线达两条以上而需

加以区别者, 推荐以字母编号, 图中的数字、字母等一律用Arial字体.图中坐标刻度线应朝向图内.照片要求层次分明, 有足够的反差;显微图片应标明尺寸比例.表格一律采用三线表, 表格栏目要配置适当.图的坐标及表头栏目, 使用该物理量的符号(勿使用复杂的英文全称)与其单位符号的比值, 如ΔG /(kJ·mol−1)、T / K、t / s, 图的坐标分度及表内只列数值.文中图、表应是表达文章主题所必须的, 同一批实验数据不应重复表述于图、表中, 更不能为增加篇幅, 而将与文章主题无关的图、表放在文章中.若一些图、表对文章主题有辅助作用, 可只作为‗Supporting Information‘发布到网站.请尽量提供彩色图片, 以利制作彩色PDF文档.用Word软件处理图文混排的文章时, 最好将图以嵌入方式插入文章中相应的位置, 以免图片发生不可预知的移动.结

论

结论部分给出研究取得的结论, 可适当评论结果的意义以及还需要解决的问题.但不应简单重复摘要和前言中的内容.References 1 为便于国内外数据库收录, 中文文献均以英、中对照形式著录.每条文献的作者全部照录, 不可省略.引用物理化学和化学物理类期刊最近刊出的文章, 能突显出文稿内容对物理化学学报读者的重要性.请恰当引用国内刊物以及您自己的前期工作.2 文献著录等效采用The Journal of Physical Chemistry A/B/C的格式, 在使用Endnote, Reference Manager, ProCite等软件插入和管理文献时, 请选用The Journal of Physical Chemistry A/B/C的文献样式.以下是具体示例, 更详细情况可参考The ACS Style Guide.3 文献按在文中(包括图、表中引用的文献)出现的先后顺序从‗1‘开始编号, 在句子中的适当位置以不加括号的上标形式标注, 句子或从句的引用, 将文献编号放在标点符号的后面(如…取得了进展,1,2), 提及被引作者时, 将编号放在被引作者姓后;2位作者的文献将2位作者都列出(如张文兰和李奇思3), 3位以上作者, 只列出‗第1作者+等‘, 引用同一责任作者的多篇文献, 以‗责任作者+其合作者(或同事)‘形式表示(如王武与其合作者2,4-6);引用多篇文献以逗号分开, 中间不加空格, 3篇以上连续文献, 以一字线连接首、末文献编号;文献列表中将文献编号放在圆括号中(如(8)).4 期刊: 按 ―a作者.缩写刊名 年, 卷, 页.‖ 顺序著录.b对每期页码从1编号的期刊, 以‗卷号

(期号)‘形式给出卷、期号;c对于增刊, 以‗卷号(Suppl.期号)‘形式给出卷、期号;d对没有卷号, 尤其是每期页码从1编号的期刊, 以‗No.期号‘形式给出期号.刊名缩写参照CASSI, 即 Chemical Abstract Service Source Index, 也可从SCI网站(isiknowledge.com/jcr)查询SCI收录

期刊的ISO缩写形式.例1a

Zhong, A.G.;Huang, L.;Li, B.L.;Jiang, H.J.;Liu, S.B.Acta Phys.-Chim.Sin.2010, 26, 2763.[钟爱国, 黄

凌, 李佰林, 蒋华江, 刘述斌.物理化学学报, 2010, 26, 2763.] 例1b

Hulling, P.Chem.Eng.News 2005, 83(42), 7.例1c

Taylor, C.W.;Kumar, S.Eur.J.Cancer 2005, 40(Suppl.1), 781.例1d

Wills, M.R.;Savory, J.Lancet 1983, No.2, 29.5 专著、译著: 按 ―著者.著作名, 版本;出版者: 出版地, 出版年;卷, 页码范围.‖ 顺序著录.例2 Schmickler, W.;Santos, E.Interfacial Electrochemistry, 2nd ed.;Springer: Heidelberg, 2010;pp 99–113.例3 Oyama, M.;Umar, A.A.;Zhang, J.D.Recent Advances in Metal Nanoparticle-Attached Electodes.In Advanced Nanomaterials;Geckeler, K.E., Nishide, H.Eds.;Wiley: San Fran-cisco, 2010;pp 171–188.例4 Casser, R.P.H.An Introduction to Chemisorption and Catalysis by Metals;Peking Univer-sity Press: Beijing, 1991;pp 228−241;translated by Zhao, B.Y., Wu, N.Z., Bu, N.Y.[Casser, R.P.H.金属的化学吸附和催化作用导论.赵璧英, 吴念祖, 卜乃瑜, 译.北京: 北京大学出版社, 1991: 228−241.] 会议论文: 会议文集必须为正式出版物方能列为参考文献.须按 ―著者.题名.In 文集名, 会议名, 会址, 开会时间;编者, Eds.;出版者: 出版地, 出版年;页码范围.‖ 顺序著录.例5 Zhao, X.S.;Ugliengo, P.Cataluminescence Performance on Catalysts of Graphene Sup-ported Platinum.In Structure and Reactivity of Surfaces, Proceedings of the European Con-ference, Trieste, Italy, Sept 13−20, 2008;Zecchina, G., Cost, P., Morterra, D., Eds.;Elsevier: Amsterdam, 2009.7 专利: 按 ―著者.专利题名.专利号, 公告日期或公开日期.‖ 顺序著录.例6 Li, X.H.;Geng, W.G.;Pan, W.P.;Duan, H.L.Synthesis of 1-Diester-3-alkylimidazolium Ionic Liquids.CN Patent 10 032 669.X, 2005-01-04.[李雪辉, 耿卫国, 潘微平, 段红丽.1-双酯基-3-烷基咪唑离子液体及其制备方法: 中国, CN10 032 669.X[P].2005-01-04.] 例7 Jantschoff, K.;Lensen, F.C.;Kiudrowski, P.;Mossing, W.Pt/FTO Counter Electrode for Dye-Sensitized Solar Cells Prepared by Sputtering-Displacement.Eur.Pat.Appl.7458483, 2009.学位论文: 按 ―著者.题名.学位, 授予单位名称, 授予单位所在地, 授予时间.‖ 顺序著录.例8 Liao, W.Study on Novel Protein Chip and Biosensors Based on FTIR-ATR.Ph.D.Disserta-tion, Peking University, Beijing, 2005.[廖

玮.新型蛋白质芯片及基于全反射红外的生物传感器的研究[D].北京: 北京大学, 2005.] 9 电子文献: 按 ―作者.题名.获取或访问路径(访问日期).‖ 顺序著录.例9 Welcome to Acta Phys Chim Sin.http://(accessed Oct 27, 2010).10 软件: 按 ―著者.软件名, 版本;出版者: 出版地, 出版年.‖ 顺序著录.例10 Frisch, M.J.;Trucks, G.W.;Schlegel, H.B.;et al.Gaussian 03, Revision A.01;Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.注意事项：

1.物理量使用斜体, 数字与单位之间要加空格.2.中英文均使用英文标点符号且后面空一格.3.常用符号如下:

 数学运算符使用全角符号: ＋, －, ×, ÷, ＝, ＜, ＞, ≤, ≥, ±; 化学键: —, ＝, ≡;表示范围: ～；比号: ∶；中圆点;•；其他: ℃, ', °；  使用希腊字母, 插入符号时选择西文字体中的希腊字母.4.对投稿论文的详细要求请参考《物理化学学报》征稿简则.