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关键词： 计算化学   薛定谔方程   势能面   过渡态   多相催化  

摘要： 计算化学已成为研究化学过程的重要辅助手段,因此在大学本科物理化学实验课程教学阶段引入计算化学实验内容的需求也越来越迫切。根据复旦大学化学系本科生教学的实际情况,我们设计了一个纯理论计算的物理化学实验《H2在Cu表面解离反应动力学模拟》,并成功在4届本科生中开展了此项实验。在本论文中,我们详细介绍了理论实验设计的思路以及具体开展实验的细节。根据开展实验过程中的结果,我们总结了教学实验效果,并探讨了一些普遍存在的问题,如学生关于计算化学必须使用的Linux操作系统熟练度不够,对计算化学背后的知识点掌握不牢固等问题。针对这些问题,我们探讨了未来在课程设置上可能的改进方案以及后续实验课程的设计思路。总之,我们在物理化学实验课程中成功开展了计算化学实验内容,取得了良好的效果,证明了该方面教学改革的可行性。

关键词： 物理化学   SPOC混合式教学   UOOC平台  

摘要： 物理化学教学方法的改变是提高教学质量的重要手段。依据物理化学课程和SPOC课程的特点,采用“课堂教学+UOOC平台任务布置+平台信息反馈”的方式在物理化学教学中开展SPOC混合式教学,构建了基于UOOC平台的SPOC混合式教学形式,以“多组分热力学”为例介绍了SPOC混合式教学的设计及实践。从教学效果来看,SPOC混合式教学对提高教学质量和学生自主学习能力的培养均有一定的促进作用,对培养学生的分析问题和解决问题的能力有着极其重要的作用。

关键词： 科研引导   物理化学   创新实验  

摘要： 将教师科研成果融入高年级本科生的科研素质培养,对经典物理化学实验“流动吸附法测定多孔性物质的比表面”进行了拓展,设计成为集制备、测试和分析为一体的综合性创新实验。该创新实验按照“教师引导—学生自主设计—材料制备—结果分析—研究型实验报告”的顺序层层深入,引导学生透过现象理解科学本质,培养学生分析问题、解决问题和归纳总结的能力,同时促进学生对基础理论的理解和内化,进一步训练学生的思维和培养学生的科研能力。

关键词： 物理化学   2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶   PYX   PAP   反应量热   热危险性   硝化反应   耐热炸药  

摘要： 为了分析2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)合成过程硝化反应的热危险性,以2,6-双(苦氨基)吡啶(PAP)为原料,经硝化反应制备得到了PYX,利用反应量热仪(RC1)测定了该硝化反应热数据,利用差示扫描量热仪和绝热量热仪分别对PAP、PYX和硝化液的热分解过程进行了测试,并计算了硝化液的分解反应动力学参数。结果表明,硝化反应的摩尔生成焓Δm H r为-686.8 kJ/mol,绝热温升ΔT ad为76.8 K;硝化反应的最大累积度为48.7%,发生冷却失效时,体系所能达到的最高温度MTSR为86.6℃;DSC测得PAP和PYX的分解峰温分别为312.74℃和377.77℃;利用绝热加速度量热仪(ARC)测得绝热条件下,硝化液的T D24为221.3℃;综合反应量热数据和绝热量热数据得出,该硝化反应发生冷却失效后有可能引起冲料,但触发其二次分解反应风险较低。因此,需设置加料、搅拌与温度的联锁和蒸发冷却装置。

关键词： 光物理化学过程   实验平台   虚拟仿真   荧光共振能量转移  

摘要： 设计与实现了一个基于Unity3D的光物理化学过程实验虚拟仿真演示平台。该平台采用模块化设计思想,主要完成了荧光共振能量转移和荧光寿命模拟实验。不但基本实现了这两种实验的客观性和准确性,而且用户还可以更改参数,获得不同的实验结果。该虚拟仿真实验平台有助于提高学生对理论知识的理解和学习效率,同时也可为网络远程教育等在线学习提供了新的体验途径。

关键词： 仿真实验   自制仪器   融合实验   物理化学实验改革  

摘要： 适应新时代社会经济的发展,需要加强创新型、应用型、技能型人才的培养,并将其落实到学生学习的全过程。在化学实验教学中,以全面的化学教育观为指导,针对验证性实验开展融合实验改革是一种有效策略。以物理化学电动势测定实验为例,这一改革旨在将验证性实验教学内容拓展为仿真实验、基础实验、探究实验、综合实验融为一体的仿真嵌入式实验——融合实验,通过引入虚拟仿真技术、教师自制仪器、教师科研成果等元素,发挥科研与教学的协同效力。融合实验的教学过程秉持学生中心,鼓励自主探究,注重思政渗透,强化科学方法和思维的训练,体现出鲜明的“产出导向”,对提高人才培养质量具有比较明显的作用。

关键词： 物理化学   可逆电池电动势   5-羟甲基糠醛   热力学   2,5-呋喃二甲酸  

摘要： 电化学热力学建立了可逆电池电动势与相应电池反应热力学函数间的关系。电化学氧化5-羟甲基糠醛(5-HMF)制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)可以取代传统聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)路线制备生物衍生塑料,但是该反应的标准电动势和各分步反应的标准可逆电极电势尚无精确的实验数据可用。本文通过查阅文献中的热力学数据推算了该数据,确证了从热力学和动力学2个方面看HMF的电氧化反应比水的电氧化反应都优先,而且HMF的电化学氧化在强碱性溶液中更易进行。将本文内容作为综合习题引入电化学热力学教学,加深了学生对物理化学各部分之间关系的理解,提升了其综合应用物理化学知识解决实际问题的能力。

关键词： 脉冲介质阻挡放电   平行磁场   等离子体物理化学特性   脉冲上升沿时间   脉冲下降沿时间  

摘要： 为在大气压下产生高强度的介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体,该文利用永磁铁产生平行于电场方向的磁场,用于增强纳秒脉冲针–板DBD等离子体的物理化学活性,并探究不同脉冲参数下磁场对等离子体特性的影响规律和机制。考察平行磁场辅助脉冲针–板DBD等离子体的动态演化特性,并从电学、光学和臭氧生成特性等方面研究了脉冲电压幅值、上升沿时间和下降沿时间等参数对平行磁场辅助脉冲针–板DBD特性的影响规律。实验结果表明:平行磁场通过磁化电子改变DBD等离子体特性;施加平行磁场后,针–板DBD中空间流光放电及介质表面流光放电强度增强;不同脉冲放电参数下,施加平行磁场对放电强度及臭氧产量均显示出增强效果,在短脉冲上升沿时间条件下平行磁场的增强效果尤为显著。

关键词： 吸附动力学   准二级动力学   物理化学   实验教学改革  

摘要： 介绍了医药类院校物理化学实验“D-101大孔树脂对根皮苷的吸附动力学”。从该实验的背景、意义与目的、原理、操作、数据处理、讨论与教学建议等方面进行了详细介绍。在操作部分附上了各步原始操作记录的样例,在数据处理部分附上了处理数据与绘图拟合的样例,并附上了已录制的实验教学及数据处理指导视频网址。所设计的实验兼具了鲜明的物理化学特征与制药行业特点,在实现了基础化学实验操作教学目的的同时,也起到了与医药领域各专业实验教学紧密支撑的衔接作用。

关键词： 物理化学实验   动力学曲线   催化剂制备   对硝基苯酚加氢  

摘要： 将前沿科研成果融入物理化学实验教学中,进行了以“Pd/SiC催化剂的制备及其在对硝基苯酚加氢中的应用”为例的新创综合性实验的教学设计安排。首先让学生制备Pd/SiC催化剂,并进一步将Pd/SiC用于对硝基苯酚加氢,测试反应物浓度随时间的变化情况进而绘制动力学曲线,增大实验的挑战度和创新性。本实验不仅可以帮助学生巩固理论知识、锻炼实操技能,还能提升学生分析问题、解决问题的能力,为解决实际化工生产中的问题打下良好的基础。