第一篇：“物理化學(xué)”課程改革研究一年工作匯報(bào)

“物理化學(xué)”課程改革研究一年工作匯報(bào)

根據(jù)立項(xiàng)申請(qǐng)，本課題組一年來在以下幾方面開展工作：

一、“物理化學(xué)”課程改革的探索

本課題組1998年提出“物理化學(xué)”改革方案，即把原“無機(jī)化學(xué)”、“分析化學(xué)”、“物理化學(xué)”合并為“化學(xué)原理”，并在南京大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)院實(shí)施。目前每年學(xué)生數(shù)約100人左右，分布在化學(xué)、生物、生化、地科及強(qiáng)化部等院系。由于該方案對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)課改革力度大，方案有明顯優(yōu)點(diǎn)并取得一定成果，在2001年被國家教育部評(píng)為優(yōu)秀創(chuàng)建課程。

一年來，在多項(xiàng)實(shí)踐的基礎(chǔ)上對(duì)“化學(xué)原理”講義進(jìn)行一次較大的修訂。修訂原則是：更好的把三門課結(jié)合在一起；更加精練課程內(nèi)容；編寫反映學(xué)科前沿和擴(kuò)展課程內(nèi)容的專題，目前，第二版“化學(xué)原理”講義已完成（見實(shí)物），學(xué)生反映內(nèi)容和印刷質(zhì)量大有提高。明年將進(jìn)行第二次修訂，修訂的重點(diǎn)是引出輔導(dǎo)材料，進(jìn)一步精選習(xí)題，編寫本章要求?等。以使講義達(dá)出版水平，該書已列入十五國家教材出版計(jì)劃。

二、“物理化學(xué)”課程CAI軟件制作

“物理化學(xué)”課程CAI軟件研制工作已完成，研制成兩張光盤，經(jīng)專家組驗(yàn)收合格已由高教出版社出版，至今已有80多所院校采用。該軟件有1000Mb，可運(yùn)行40小時(shí)以上，每章都包括五部分內(nèi)容：

1、本章學(xué)習(xí)目的；

2、主要的講課內(nèi)容；

3、概念辨析；

4、問題討論；

5、學(xué)生自測。

該軟件的主導(dǎo)思想是充分體現(xiàn)輔助教學(xué)的特點(diǎn)，不簡單重復(fù)教材，也不完全代替講課，而是在使用配套的物理化學(xué)教材和保證一定講課學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上，使用該軟件，起到輔教、輔學(xué)作用。輔教是教指協(xié)助教師展示一些比較簡單的課上可以不講的內(nèi)容；充分利用多媒體技術(shù)的特點(diǎn)，采用圖、文、聲、色加上三維動(dòng)畫，演示一些黑板上無法表達(dá)的抽象、立體、動(dòng)態(tài)及微觀的概念，使學(xué)生一目了然；

用對(duì)話或討論的形式，結(jié)合實(shí)際例子，使學(xué)生學(xué)到課上由于學(xué)時(shí)的限制而講不到的內(nèi)容，使軟件成為課堂的擴(kuò)充和延伸，成為教師的助手。輔學(xué)是指學(xué)生可以利用教師在課上不講的內(nèi)容；結(jié)合軟件中的概念辨析和討論問題等部分復(fù)習(xí)和加深教師講過的物化基本概念，掌握公式的適用條件；用每章提供的兩組測驗(yàn)題進(jìn)行自測；充分利用CAI的人機(jī)交互、百問不厭、自由選擇等特點(diǎn)，從被動(dòng)學(xué)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)，起到自學(xué)、自習(xí)和自測的作用。

三、編定“物理化學(xué)”第五版

由傅獻(xiàn)彩教授主編的“物理化學(xué)”是我國最有影響的一本本科生教材。自1961年出版以來已修訂四版，廣受幾代人的歡迎并多次獲國家級(jí)獎(jiǎng)。在廣泛聽取修改意見的基礎(chǔ)上，2001年正式開始編寫工作，目前編寫指導(dǎo)思想已明確，大鋼已有，編寫人員已經(jīng)確定，編寫工作正在進(jìn)行之中。該書已列入十五國家教材出版計(jì)劃。已經(jīng)決定在編寫第五版“物理化學(xué)”的同時(shí)將編寫該書的配套指導(dǎo)書。

四、成果輻射工作

為了輻射該項(xiàng)目的成果，項(xiàng)目組接受鄭州大學(xué)進(jìn)修教師1人，效果很好，目前該教師已考入我院“物理化學(xué)”博士生。

2002年經(jīng)學(xué)校安排本課題組沈文霞、孫德坤教授已赴西北大學(xué)講授“物理化學(xué)”。

本課題組正在積極籌辦“雙語教學(xué)”。課題組候文華教授將出國一年專職培訓(xùn)“雙語教學(xué)”師資。

南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院姚天揚(yáng)

2002年11月28日

第二篇：課程改革工作匯報(bào)

落實(shí)“兩個(gè)90%” 致力打造有效課堂 促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展 ——江蘇省句容高級(jí)中學(xué)致力打造有效課堂的探索和實(shí)踐 江蘇省句容高級(jí)中學(xué)始建于1926年，至今已有80余年歷史，現(xiàn)為江蘇省四星級(jí)高中。學(xué)校現(xiàn)有46個(gè)教學(xué)班，在校生2486人；教職工239人，其中教師 174人，中級(jí)職稱 93人，高級(jí)職稱78人，江蘇省特級(jí)教師1人，鎮(zhèn)江市名校長1人，鎮(zhèn)江市學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人1人，鎮(zhèn)江市學(xué)科帶頭人6人，鎮(zhèn)江市骨干教師45人，碩士研究生學(xué)歷25人，占教師比例 14.5﹪。

新課程實(shí)施以來，我校嚴(yán)格按照《江蘇省普通高中課程改革實(shí)施方案（試行）》和《江蘇省普通高中課程設(shè)臵與管理指導(dǎo)意見》的要求，緊密結(jié)合學(xué)校實(shí)際，目標(biāo)明確、步驟清晰、措施具體、積極穩(wěn)妥地開展基礎(chǔ)教育新課程改革實(shí)驗(yàn)，大力推進(jìn)教育創(chuàng)新，努力構(gòu)建具有先進(jìn)理念、鮮明特色且充滿活力的普通高中新課程體系，促進(jìn)了我校全體學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展和教師整體素質(zhì)的提高，提高了教育教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)效益。

我們始終堅(jiān)持認(rèn)為：有效教學(xué)是教學(xué)工作永恒的主題，也是新課程關(guān)鍵所在。在新課程實(shí)施過程中，我們不斷深化教學(xué)改革，致力打造有效課堂，實(shí)施有效教學(xué)，努力做到讓90%的學(xué)生接受90%的教學(xué)內(nèi)容。

一、清醒認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)教學(xué)與新課程背景下課堂教學(xué)要求不相適應(yīng)的突出問題

通過學(xué)習(xí)，廣大教師充分認(rèn)識(shí)到：課堂不是教師表演的舞臺(tái)，一個(gè)教師水平的高低，不是課堂上講得是否精彩，而是課堂上有沒有給學(xué)生留有足夠的時(shí)間和空間；課堂教學(xué)有沒有效益，并不是指教師有沒有教完內(nèi)容或教得認(rèn)真不認(rèn)真，而是指學(xué)生有沒有學(xué)到什么或?qū)W得好不好。在此基礎(chǔ)上，統(tǒng)一思想，針對(duì)新課程要求，集思廣益，我們制定了《省句中“有效課堂”實(shí)施意見》和《省句中“有效課堂”課堂評(píng)價(jià)表》，學(xué)科中心組和各備課組根據(jù)本學(xué)科的實(shí)際，相應(yīng)制定了《學(xué)科“有效課堂” 實(shí)施細(xì)則》。學(xué)校明確提出了 “面向中下等學(xué)生，分層要求，力爭做到90%的學(xué)生接受90%的教學(xué)內(nèi)容”的學(xué)生發(fā)展性教學(xué)指導(dǎo)思想。

二、對(duì)照打造有效課堂的標(biāo)準(zhǔn)和要求，抓實(shí)、抓細(xì)有效教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)

落實(shí)“三個(gè)教學(xué)起點(diǎn)”。

一是教學(xué)指導(dǎo)思想的起點(diǎn)，即面向全體學(xué)生，特別要把視線落在中下等學(xué)生身上。二是課堂教學(xué)的起點(diǎn)，充分考慮中下等學(xué)生學(xué)習(xí)上的困難，確保課堂上90%以上的學(xué)生“吃得下”“吃得飽”、“能消化”。三是確定過程控制的起點(diǎn)，抓好考點(diǎn)過關(guān)，并將中下層學(xué)生作為關(guān)注的重點(diǎn)。

按照“高標(biāo)準(zhǔn)、低起點(diǎn)、寬口徑、小步子、勤反饋、重賞識(shí)”的學(xué)生自主發(fā)展的教學(xué)模式的要求，從高一學(xué)生進(jìn)校的第一節(jié)課開始，我們要求全體教師面向全體同學(xué)，確實(shí)降低教學(xué)起點(diǎn)。杜絕漫無邊際的拓寬和加深。學(xué)校教導(dǎo)處和年級(jí)部及時(shí)通過調(diào)控性檢測，4

圍繞新課程“三維目標(biāo)”，從教師教和學(xué)生學(xué)兩個(gè)角度設(shè)計(jì)教案，以體現(xiàn)“探究、合作、交流”式的動(dòng)態(tài)生成性教學(xué)要求，力求教師能多在教學(xué)活動(dòng)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)案建立在教案的基礎(chǔ)之上，為學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)而設(shè)計(jì)，重在開啟學(xué)生的智慧，發(fā)展學(xué)生的能力，重在設(shè)計(jì)由學(xué)生參與并完成的一系列問題探索、要點(diǎn)強(qiáng)化等學(xué)習(xí)活動(dòng)案例。

緊緊抓住課堂教學(xué)這一核心環(huán)節(jié)。

制定有效目標(biāo)。每節(jié)課必須有明確的三維教學(xué)目標(biāo)。教師要引導(dǎo)學(xué)生緊扣三維教學(xué)目標(biāo)開展教學(xué)活動(dòng)，教師適時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行回應(yīng)和小結(jié)，發(fā)揮目標(biāo)的定向作用。教學(xué)目標(biāo)充分體現(xiàn)四落實(shí)：基本知識(shí)、基本技能、基本思想、基本方法。

實(shí)施有效講授。教師在準(zhǔn)確把握教材內(nèi)容的前提下，講準(zhǔn)、講清、講到位。我們要求教師在講授的過程中堅(jiān)持做到：學(xué)生能自學(xué)會(huì)了的不講；講了還不會(huì)的不講；不符合新課程和新高考要求的堅(jiān)決不講；大多數(shù)學(xué)生做錯(cuò)了的、大部分學(xué)生不能解決的疑難問題一定要講；對(duì)于不同版本教材中的交叉部分，要重點(diǎn)講、反復(fù)講。

創(chuàng)設(shè)有效提問。在打造有效課堂的實(shí)踐中，我們明確要求教師：提問要有一定的開放性，必須有助于發(fā)展學(xué)生思維；問題要有一定的深刻性，杜絕隨意性的簡單即問即答；問題要有一定的層次性，讓不同層次的學(xué)生都能投入思考；問題要有一定啟發(fā)性，如學(xué)生一時(shí)無法解決，應(yīng)靈活將問題化解成若干小問題，或轉(zhuǎn)換設(shè)問、或提供思考背景等；問題要有一定的系列性，要將整節(jié)課問題系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

分的試卷均分不低于110分，120分的試卷均分不低于85分）。

三、重視教學(xué)反思，將實(shí)施新課程的水平推上新的臺(tái)階 自新課程標(biāo)準(zhǔn)全面實(shí)施以來，我校在致力打造有效課堂，實(shí)施有效教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展方面做了一些探索和實(shí)踐，也取得了一定的成績。但是，我們清醒地認(rèn)識(shí)到：全面貫徹新課程理念，落實(shí)“兩個(gè)90%”，真正實(shí)現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生全面可持續(xù)發(fā)展、為學(xué)生未來發(fā)展奠基的目標(biāo)，我們依然任重而道遠(yuǎn)。

在今后的教學(xué)工作中，我們將以新課程背景下的教學(xué)反思為切入口，引導(dǎo)廣大教師重視反思、學(xué)會(huì)反思，養(yǎng)成反思習(xí)慣，完善反思形式，豐富反思內(nèi)容。讓教師在反思中實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展，大力提高廣大教師實(shí)施新課程的能力和水平，進(jìn)而力爭將實(shí)施新課程的水平推上新的臺(tái)階。

2009年9月

第三篇：課程改革實(shí)驗(yàn)工作匯報(bào)

基礎(chǔ)教育課程改革是全面是實(shí)施素質(zhì)教育的核心問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。根據(jù)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門有關(guān)課程改革實(shí)驗(yàn)的文件安排,我校課程改革實(shí)驗(yàn)工作做到了領(lǐng)導(dǎo)重視、機(jī)構(gòu)健全、培訓(xùn)落實(shí)、計(jì)劃科學(xué)、宣傳到位、大膽嘗試、工作扎實(shí)。目前我們已經(jīng)做到了以下幾個(gè)方面的工作：

一、領(lǐng)導(dǎo)重視。我校校長程少旭同志、主任秦轉(zhuǎn)蓮、副主任馬君莉、教研組長亢娟俠曾先后參加了陜西省新課程改革知識(shí)培訓(xùn)會(huì)。會(huì)后并多次組織全體教師學(xué)習(xí)了課程改革的有關(guān)文件精神。學(xué)校成立了課改領(lǐng)導(dǎo)小組，校長親自擔(dān)任組長，多次組織專門研究課改工作。本學(xué)年一開始各領(lǐng)導(dǎo)深入第一線聽課改實(shí)驗(yàn)課。

二、機(jī)構(gòu)健全。學(xué)校成立了以程少旭校長為組長，秦轉(zhuǎn)蓮、馬君莉?yàn)楦苯M長，馬紅莉、亢娟俠、張?zhí)烊虨槌蓡T的課改工作領(lǐng)導(dǎo)小組，分工明確、責(zé)任到人具體組織領(lǐng)導(dǎo)課改工作。

三、宣傳到位?！熬旁滦麄髟隆睂W(xué)校利用教師會(huì)、板報(bào)、標(biāo)語、?？谛?nèi)外對(duì)《決定》、《綱要》進(jìn)行了廣泛的宣傳動(dòng)員。本學(xué)期開學(xué)后學(xué)校再次對(duì)全校師生進(jìn)行了宣傳動(dòng)員，把開學(xué)第一周定為課改宣傳周，通過張貼標(biāo)語、散發(fā)傳單等形式進(jìn)一步向小學(xué)生、家長宣傳課程改革的積極意義，努力爭取社會(huì)各界對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)工作的支持。現(xiàn)在學(xué)校教師對(duì)課改工作做到了目的明確、認(rèn)識(shí)到位、學(xué)習(xí)認(rèn)真、運(yùn)用積極，為進(jìn)一步在做好課改工作打下了良好的基礎(chǔ)。

四、校內(nèi)培訓(xùn)落的實(shí)。根據(jù)學(xué)校培訓(xùn)計(jì)劃，對(duì)全體教師進(jìn)行了一次全面的課改知識(shí)培訓(xùn)。6月抽調(diào)各科實(shí)驗(yàn)骨干教師參加了人教出版社的各科課改培訓(xùn)。暑期7月22—26日，全體上崗教師參加了市課改辦組織的各學(xué)科課改培訓(xùn)。8月23日至8月28日，學(xué)校再次對(duì)全體上崗教師組織了知識(shí)培訓(xùn)，并由參加省級(jí)培訓(xùn)的教師組織教師學(xué)習(xí)討論。全體上崗教師增強(qiáng)了認(rèn)識(shí)，明確了責(zé)任。開學(xué)以來我們本著“邊上崗、邊培訓(xùn)”的原則，繼續(xù)組織實(shí)驗(yàn)科教師集體學(xué)習(xí)和自學(xué)，并派員參加了市上組織的赴大荔、蒲城等地的學(xué)習(xí)培訓(xùn)活動(dòng)，取得了較好效果。

五、制定計(jì)劃，科學(xué)管理。開學(xué)初，我校各級(jí)制定了專門的課改工作計(jì)劃，落實(shí)了教改課題，做到了周周有安排、月月有小節(jié)、學(xué)期有總結(jié)、人人定課題、個(gè)個(gè)有論文。學(xué)校還建立了課改檔案專柜，購置了600多元的音像、圖書，建立圖書、音像專柜。

六、觀摩示范課活動(dòng)開展豐富、課改研究扎實(shí)進(jìn)行。我們要求一年級(jí)為課改重點(diǎn)班，其他各年級(jí)大膽嘗試、積極改革，以便迅速適應(yīng)課改的要求。教研組每組每周要有一次觀摩示范課，供全組同志討論、研究。開學(xué)以來，校級(jí)觀摩示范活動(dòng)已經(jīng)舉行了十次之多，課改實(shí)驗(yàn)課題的研究正在走向深入。

根據(jù)市課改辦的工作規(guī)劃，本學(xué)年我校被確定為16所重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)學(xué)校之一，任務(wù)艱巨，責(zé)任重大。目前學(xué)校的困難主要是：師資力量弱，教師素質(zhì)差，教師、學(xué)生、群眾的觀念落后，給進(jìn)行課改實(shí)驗(yàn)帶來一定的難度。但我們將想方設(shè)法，加強(qiáng)宣傳力度，重視教師課改“邊實(shí)驗(yàn)，邊培訓(xùn)”，盡最大努力改變落后局面，努力完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

第四篇：物理化學(xué)課程論文

摘要：近年來,新能源在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。作為當(dāng)代大學(xué)生，關(guān)心環(huán)境和未來是我們的責(zé)任。因此，筆者查證文獻(xiàn)，分析了國內(nèi)新能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、前景，希望能對(duì)關(guān)心新能源開發(fā)利用的朋友有所幫助。

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.中文關(guān)鍵字：新能源 發(fā)展 現(xiàn)狀 開發(fā)利用 可持續(xù)發(fā)展

英文關(guān)鍵字：new energy；development；the present situation ；development and utilization；sustainable development；

引言：能源問題已經(jīng)刻不容緩,減少碳排放讓世界目光聚焦新能源。雖然傳統(tǒng)能源在國際能源消費(fèi)中的比例仍然居多,但許多國家都把發(fā)展新能源作為緩解高油價(jià)壓力、應(yīng)對(duì)氣候變曖以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑和長遠(yuǎn)戰(zhàn)略。而在我國,支持新能源發(fā)展的方針被明確寫進(jìn)了今年的政府工作報(bào)告,這意味著發(fā)展新能源的春天已經(jīng)到來。

一 研究背景

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，能源越來越凸顯出其重要性。能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對(duì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速健康發(fā)展和人民生活的改善發(fā)揮著十分重要的促進(jìn)與保障作用。而對(duì)于中國來說，我們加入WTO之后，意味著我們處在一個(gè)更加開放的環(huán)境中，我們的著眼點(diǎn)不應(yīng)該局限于中國。應(yīng)該放到更大的背景下去看。而更加重要的是，我們正處于工業(yè)化階段，而且大部分的研究表明我們正處于重工業(yè)化的階段，我們面臨能源緊張的危機(jī)，所以我們對(duì)新能源的開發(fā)和利用顯得尤為重要。

為了保證人類所需的能源得到穩(wěn)定而持久的供應(yīng)，減輕和防止環(huán)境污染對(duì)人類的危害，世界各國特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家都高度重視新能源的開發(fā)利用和新能源技術(shù)的發(fā)展，把新能源技術(shù)擺在新技術(shù)革命支柱技術(shù)的重要位置，制定規(guī)劃，采取措施，加大投人，積極發(fā)展。

地球上的各種能源，有的已被大規(guī)模開發(fā)和廣泛利用，如煤炭、石油、天然氣、水力等，稱常規(guī)能源;還有一些能源，如氫能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、核能、生物質(zhì)能源等，是正在以新技術(shù)為基礎(chǔ),系統(tǒng)開發(fā)和利用的能源，被通俗地稱為新能源。它們的共同特點(diǎn)是資源豐富、可再生、沒有污染或很少污染。研究和開發(fā)清潔而又用之不竭的新能源,是21 世紀(jì)發(fā)展的首要任務(wù),將為人類可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

氫能具有清潔、無污染、效率高、重量輕、儲(chǔ)存和輸送性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，其開發(fā)利用首先必須解決氫源問題，大量廉價(jià)氫的生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)氫能利用的根本。目前,世界上氫的年產(chǎn)量是3600 萬噸,但絕大多數(shù)是從石油、煤炭和天然氣中制取。由水電解制氫技術(shù)上是成熟的,但因消耗電能太多,經(jīng)濟(jì)上不合算。因此，必須尋找一種低能耗、高效率的制氫方法。如利用太陽能光解水制氫將是一種非常有前途的制氫方法。同時(shí)，安全、高效、高密度、低成本的儲(chǔ)氫技術(shù)，是將氫能利用推向?qū)嵱没?、?guī)模化的關(guān)鍵。目前,研究新的經(jīng)濟(jì)上合理的制氫儲(chǔ)氫方法是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略性的研究課題。

太陽能資源是指到達(dá)地面的太陽輻射總量，包括太陽的直接輻射和天空散射輻射的總和。它受地理位置和地面反射等因素的影響，各地差異較大。太陽每年輻射到地球表面的能量為50 ×1018 千焦,相當(dāng)于目前全世界能量消費(fèi)的113 萬倍,因此利用太陽能的前景非常誘人。陽光普照大地,單位面積上的輻射并不大,如何把分散的熱量聚集在一起成為有用的能源是有效利用太陽能的關(guān)鍵。

風(fēng)能利用的主要方式有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水和風(fēng)帆助航等。按人均風(fēng)電裝機(jī)容量算,丹麥遙遙領(lǐng)先,已經(jīng)從風(fēng)能中獲得其電力的將近15 % ,其次是美國和荷蘭。龐大的1615 億千瓦渦輪機(jī)的問世及其它進(jìn)展,使風(fēng)能的成本從1980 年以來已經(jīng)下降了90 %。在一些地方,風(fēng)力發(fā)電比石油或天然氣火力發(fā)電所產(chǎn)生的電力要便宜。據(jù)設(shè)在華盛頓的思想庫世界觀察研究所說,10 年來,全世界的風(fēng)力發(fā)電量一直以每年25 %的平均速度遞增,超過了任何其它的能源。

地?zé)嶂饕傻蒯５膸r漿作用或火山的運(yùn)動(dòng)而形成。地?zé)岬睦弥饕譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩類。全球地質(zhì)資料表明,世界上存在兩大地?zé)釒?。一是地中?！铂斃诺責(zé)釒?包括意大利、我國青藏高原、菲律賓、印度尼西亞,直到南太平洋的新西蘭；另一個(gè)是環(huán)太平洋地?zé)釒?包括美國西海岸、冰島、日本等地。目前，人類利用地?zé)岚l(fā)電已達(dá)43756 GW·h/a,地?zé)岬闹苯永?6910 GW·h/a。但據(jù)估計(jì)人類利用地?zé)岚l(fā)電的潛力可達(dá)12000 T W·h/a。

海洋能是指海洋本身所蘊(yùn)藏的能量，它包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能和化學(xué)能。另外,科學(xué)家已經(jīng)探明,海底埋藏著大量的甲烷,總儲(chǔ)量估計(jì)是諸如石油和煤炭等其他礦物燃料總儲(chǔ)量的2倍以上。作為有價(jià)值的氣體能源,它既能直接燃燒提供熱能,又能作為燃料電池的動(dòng)力。如何安全經(jīng)濟(jì)的加以開發(fā)和利用海底甲烷將是又一新的研究課題。

20世紀(jì)30年代，隨著對(duì)原子核研究的深入，人類發(fā)現(xiàn)了原子核內(nèi)蘊(yùn)藏著巨大的可開發(fā)能量，并致力于和平利用原子能的研究。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的努力，迄今世界上已有30多個(gè)國家建成440多座核電站，其發(fā)電量占全球發(fā)電量的18%。與火電相比，核電是廉價(jià)、潔凈、安全的能源。隨著將來受控?zé)岷司圩兊某晒?，核能必然成為未來的能源支柱?/p>

生物質(zhì)能指的是利用自然界的植物以及城鄉(xiāng)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化成的能源。它們主要由碳?xì)浠衔锝M成,也是一種可供人們利用的能源。

二 我國新能源開發(fā)利用的現(xiàn)狀

我國自然資源總量排世界第七位，能源資源總量約4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第三位。

我國在能源領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)是：

(1)人均能源資源占有量不足，且分布不均。(2)人均能源消費(fèi)量低，單位產(chǎn)值的能耗高。(3)能源構(gòu)成以煤為主。

(4)工業(yè)部門消耗能源占有很大的比重。

(5)農(nóng)村能源短缺，以生物質(zhì)能為主。

(6)從能源安全角度考慮，我國能源面臨挑戰(zhàn)。

(7)能源品種結(jié)構(gòu)不合理，優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)不足。

(8)能源工業(yè)技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高。

(9)節(jié)能提效工作亟待加強(qiáng)。中國《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中，關(guān)于優(yōu)先展新能源部分指出:“要重點(diǎn)研究開發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，沿海與陸地風(fēng)電場和西部風(fēng)能資源密集區(qū)建設(shè)技術(shù)與裝備，高性價(jià)比太陽光伏電池及利用技術(shù)，太陽能熱發(fā)電技術(shù)，太陽能建筑一體化技術(shù)，生物質(zhì)能和地?zé)崮艿乳_發(fā)利用技術(shù)。

中國的風(fēng)能資源十分豐富，儲(chǔ)量約為32億千瓦，可開發(fā)利用的風(fēng)能約10億千瓦，可開發(fā)的裝機(jī)容量約2.53億千瓦,風(fēng)能資源居世界首位。.風(fēng)力發(fā)電是中國增長最快的發(fā)電技術(shù)，僅2006年就使現(xiàn)有能力翻了一番。2007年，中國擁有4家主要的風(fēng)力渦輪制造商，另有6家國外的子公司制造商，以及超過40公司開發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)風(fēng)力渦輪。按照規(guī)劃，到2020年中國將建MW級(jí)的風(fēng)電機(jī)組2--3萬臺(tái)。

中國同樣有著良好的太陽能利用條件，每年陸地接受的太陽輻射能相當(dāng)于2.4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國對(duì)太陽能的開發(fā)利用已頗具規(guī)模：中國太陽能光伏生產(chǎn)能力已從2005年350兆瓦增加到2006年超過1000兆瓦，2007年約為1500兆瓦，幾家中國公司擁有高效益的上市股票，有些價(jià)值數(shù)十億美元，使全球?qū)χ袊柲芄夥a(chǎn)業(yè)刮目相看；太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)置能力已從2000年3500萬平方米提高到2006年底1億平方米，僅2006年就增加了2000萬平方米，太陽能熱水器使用量穩(wěn)居世界第一，中國一些公司現(xiàn)生產(chǎn)太陽能熱水器成本為美國和歐洲的1/5~1/8。

生物質(zhì)能資源，包括農(nóng)作物秸稈、薪柴和各種有機(jī)廢物，利用量約為2．6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占農(nóng)村生活能源消費(fèi)的70％，整個(gè)用能的50％。中國從農(nóng)業(yè)途徑產(chǎn)生的廢棄物可望一年產(chǎn)生800億立方米生物氣體，高于政府到2020年年產(chǎn)生440億立方米的目標(biāo)。2006年，中國生物質(zhì)發(fā)電能力約為2GW，大多數(shù)來自采用甘蔗廢棄物為主要原料的熱電組合（CHP）裝置

我國新能源發(fā)電取得良好成績。根據(jù)中電聯(lián)公布的數(shù)據(jù)，我國2006年運(yùn)行核電機(jī)組的裝機(jī)容量685萬千瓦，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量187萬千瓦，同比增加76.7%。另據(jù)國家發(fā)改委統(tǒng)計(jì)，2006年全國在建秸稈發(fā)電項(xiàng)目總裝機(jī)約120萬千瓦，有三座總裝機(jī)8萬千瓦的秸稈發(fā)電站已投產(chǎn)。據(jù)此測算，包括核電、風(fēng)電和生物質(zhì)能發(fā)電在內(nèi)的新能源占全部裝機(jī)容量的1%。新能源發(fā)電裝機(jī)容量上升，主要是受資源和環(huán)保的壓力增加驅(qū)使。

但有統(tǒng)計(jì)顯示，我國可再生能源資源量是每年73億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，開發(fā)量尚不足。目前除了小水電外，中國可再生能源發(fā)電成本遠(yuǎn)高于常規(guī)能源發(fā)電成本，如小水電發(fā)電成本約為煤的1.2倍，生物質(zhì)發(fā)電成本為煤電的1.7倍，風(fēng)力發(fā)電為煤電的1.7倍，光伏發(fā)電為煤電的11倍至18倍。成本偏高抑制了可再生能源市場，市場狹小又會(huì)給可再生能源的成本降低造成障礙。這種惡性循環(huán)，桎梏了可再生能源的產(chǎn)業(yè)化

近年來，我國可再生能源開發(fā)利用技術(shù)取得明顯進(jìn)展，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，再加上國內(nèi)法規(guī)體系日臻完善，特別是2005年《可再生能源法》的頒布和施行，極大地調(diào)動(dòng)了各方面發(fā)展可再生能源的積極性，大規(guī)模開發(fā)利用可再生能源的時(shí)機(jī)基本成熟。

在政策傾斜下，新能源產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將不斷擴(kuò)大，具有規(guī)模優(yōu)勢及資源優(yōu)勢的新能源企業(yè)將有更大的發(fā)展空間。國家經(jīng)貿(mào)委組織制定的《2000-2015年新能源與可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃要點(diǎn)》指出：中國今后將大力發(fā)展新能源和可再生能源，到2015年新能源和可再生能源年開發(fā)量將達(dá)到4,300萬噸標(biāo)煤。2015年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)將成為國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)新興行業(yè)，潛在市場價(jià)值約1,000億元。

三 新能源開發(fā)利用的前景 石油等傳統(tǒng)能源的枯竭預(yù)期以及環(huán)保的壓力使得新能源業(yè)務(wù)的比較優(yōu)勢日益突出。從而也加大了市場參與主體對(duì)新能源業(yè)務(wù)的研究激情，這有利于發(fā)電成本的大幅下降，如此就有利于提振產(chǎn)業(yè)資本新能源投資的底氣。

開發(fā)利用新能源是應(yīng)對(duì)能源、環(huán)境挑戰(zhàn)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措。根據(jù)新能源發(fā)展戰(zhàn)略研究專家預(yù)測，隨著石油的世界性大量消耗，不久后全球?qū)⒚媾R資源短缺的現(xiàn)實(shí)問題。從世界范圍來看，新能源的綜合利用今后會(huì)有更大的發(fā)展空間

當(dāng)前經(jīng)濟(jì)危機(jī)不會(huì)影響新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體趨勢，面對(duì)全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的雙重壓力，新能源在全球范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)。盡管經(jīng)濟(jì)危機(jī)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展速度產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，但總體來講利用包括風(fēng)能和太陽能在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)解決環(huán)境問題的總體戰(zhàn)略不會(huì)改變。

結(jié)論：近年來，受石油價(jià)格上漲和全球氣候變化的影響，新能源發(fā)展日益受國際社會(huì)的重視，許多國家提出了明確的發(fā)展目標(biāo)，制定了支持新能源發(fā)展的法規(guī)和政策，使新能源技術(shù)水平不斷提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，成為促進(jìn)能源多樣化和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源。從化石能源的資源有限性看，新能源主導(dǎo)社會(huì)發(fā)展只是遲早的事，或許石油緊缺加速了它的步伐，但決不是主要原因，因?yàn)樾履茉椿没烧媸悄茉窗l(fā)展的大勢。開發(fā)利用新能源和可再生能源是一項(xiàng)遠(yuǎn)有前景，近有實(shí)效的事業(yè)。但由于尚處在發(fā)展初期，同其它能源建設(shè)相比，需要政府給予更多的支持和相應(yīng)的扶持政策。

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第五篇：物理化學(xué)課程教案

第十二章

化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

（二）教學(xué)目的與要求: 使學(xué)生了解和掌握化學(xué)反應(yīng)速率理論發(fā)展的動(dòng)態(tài)，兩種速率理論的具體的內(nèi)容，基本思路及其成功和不足之處。

上一章介紹了化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基本概念，簡單級(jí)數(shù)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律和等征，復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律，溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響以及鏈反應(yīng)等，同時(shí)還介紹了反應(yīng)機(jī)理的一般確定的方法，在這一章中，主要介紹各種反應(yīng)的速率理論。

重點(diǎn)與難點(diǎn): 反應(yīng)速率理論的基本假定和一些基本概念，基本結(jié)論：閾能，勢能面，反應(yīng)坐標(biāo)，能壘高度，以及閾能，能壘高度等與活化能的關(guān)系等。

§12．1 碰撞理論

碰撞理論的基本假定

碰撞理論認(rèn)為：（1）發(fā)生反應(yīng)的首要條件是碰撞，可以把這種碰撞看成是兩個(gè)硬球的碰撞；（2）只有碰撞時(shí)相互作用能超過某一臨界值時(shí)才能發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)的速率就是有效碰撞的次數(shù)。

雙分子的互碰頻率

設(shè)：要發(fā)生碰撞的兩個(gè)分子是球體，單位體積內(nèi)Ａ分子的數(shù)目為NA，B分子數(shù)為NB，分子的直徑為dD和dB，則碰撞時(shí)兩個(gè)分子可以接觸的最小距離為dAB??dA?dB?/2。

當(dāng)A、B兩個(gè)分子在空間以速度vA,vB運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了研究兩個(gè)分了的碰撞，通過坐標(biāo)變換，可以把兩個(gè)分子的各自的運(yùn)動(dòng)變換為兩個(gè)分子重心的運(yùn)動(dòng)（質(zhì)量為M?mA?mB）和 質(zhì)量為??(m1m2)/?m1?m2?的假想粒子以相對(duì)速度vr的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)兩個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)的能量可以表示為：

11112222E?m1v1?m2v2?(m1?m2)vM??vr2222

式中vM為分子的質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)速度。由于分子的質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)和分子碰撞無關(guān)，可以不予考慮。而兩個(gè)分子的平均相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為

vr? 碰撞頻率為

8RT??

由此可以得到A，B分子的，相同分子之間的碰撞頻率為

2ZAA??dA2ZAB??dAB8RT??NANB8RT??22NA?2?dA A、B兩個(gè)分子相互碰撞過程的微觀模型

幾個(gè)基本概念：

碰撞參數(shù)：通過Ａ，Ｂ兩分子的質(zhì)心，而與相對(duì)速率平行的兩條直線的距離

RT2NA?MA

b稱為碰撞參數(shù)。

碰撞參數(shù)描述了兩個(gè)分子可以接近的程度，兩個(gè)分子要發(fā)生碰撞的條件

dA?dB?dAB2

0≤ b ≤

2碰撞截面： ?C??dAB，凡是兩個(gè)分子落在碰撞截面內(nèi)才能發(fā)生碰撞。

1?ur2碰撞時(shí)兩個(gè)分子相互作用能：分子的相互移動(dòng)能2在碰撞時(shí)兩個(gè)分子的質(zhì)心連線的分量是兩個(gè)分子的相互作用能。

在反應(yīng)過程中，只有超ε δ過某一規(guī)定值ε

c時(shí)，碰撞才是有效的，εc稱為反應(yīng)的閾能或臨界能（對(duì)不同的反應(yīng)，ε，故發(fā)生反應(yīng)的條件為 c不同）

?1?2??vrcos????c??? εr‘≥εc

?22ur2?dAB?b2cos??()???d2dABAB?因?yàn)?2??br???1?2??dAB??????

b2或ε‘（1－r（dAB2)≥εc

從上式可以看出，要滿足碰撞時(shí)的相互作用能不小于εc，對(duì)相對(duì)移動(dòng)能和碰撞參數(shù)都有限限制的條件。對(duì)某一εr，要使上式滿足的碰撞參數(shù)為br，則有

b?r(1?r2)??cdAB ?br2?dAB2(1?c)?r 或

當(dāng)ευ 一定時(shí)，凡是b ≤ br 的所有碰撞都是有效的。據(jù)此，定義反應(yīng)截面

??r??br2??dAB2(1?c)?r

對(duì)一定的反應(yīng)來說，ε變，所以σδ是ε

δ

υ一定，br隨ε

δ

而的函數(shù)，（也是ur的函數(shù)）可

以用左圖表示反應(yīng)截面與相對(duì)動(dòng)能的關(guān)系。

微觀反應(yīng)與宏觀反應(yīng)之間的關(guān)系（有效碰撞分?jǐn)?shù)的求算）

如果研究一個(gè)分子和其它為數(shù)眾多的分子的相對(duì)速度，會(huì)有無數(shù)個(gè)相對(duì)速度，并呈現(xiàn)一定的分布，這種分布也可以用麥克斯韋速率分布公式表示，即

dN(ur)?322?u?4?N()urexp(?r)dur2?kT2kT

將εδ=(1/2)μur2代入上式，可以得到相對(duì)動(dòng)能的分布公式

1dN(?r)213212??()??exp(??)Nd??kT ?kT上式的意義是，在單位體積中的N個(gè)分子中，一個(gè)分子和其它N?1?N個(gè)分子的相對(duì)速率在ur?ur?dur（或相對(duì)移動(dòng)能在?r??r?d?r）之間的機(jī)率。

在該速率間隔中（或能量間隔中）和其它粒子的碰撞的次數(shù)

213212?kT2N?dABur()?red?r?kT

在上述碰撞中，滿足εr≥εr，又在反應(yīng)截面內(nèi)的碰撞次數(shù)為

r?r213212?kT2N?dAB(1?)ur()?red?r???kT?rc

上式是一個(gè)分子的有效碰撞頻率，如果是N個(gè)分子的有效碰撞，則有

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?jǐn)?shù)為

q?e1/2

??c/kT可以證明，兩種不同分子的有效碰撞在總的碰撞中占的分?jǐn)?shù)亦為e 所以反應(yīng)的速率

?dNA???2ZAA(ZAB)dt

（一次碰撞消耗２個(gè)分子）

22?RT??Ec/RT??4NA?dA??M??eA??

兩邊除以L，使NA成為CA

dCA22?RT??Ec/RT????4LCA?dA???edt?MA??

dCA2??k?T?CAdt和二級(jí)反應(yīng)的速率公式相比

2?RT?k?4L?dA??MA?反應(yīng)閾能與實(shí)驗(yàn)活化能和的關(guān)系

Ea?RT2??Ec/RT??e?

dlnk(T)dT根椐實(shí)驗(yàn)的活化能定義

將上邊得到的反應(yīng)速率常數(shù)代入，可以得到

E?1?1Ea?RT2??c2??Ec?RT2?2TRT?

1Ec??RT2對(duì)于一般的反應(yīng)，則可以認(rèn)為Ea?Ec，但兩者的含義是不同的，Ec才是與溫度無關(guān)的常數(shù)。若用代替，則上式可改寫成

2?8kT??Ea/RTk?T??L?dAB??????e??

或以求出阿侖尼烏斯公式指前因子所代表的實(shí)際意義是

2?8kT?A?L?dAB????????

概率因子

§11．２ 過渡狀態(tài)理論

過渡狀態(tài)理論又稱活化絡(luò)合物理論，是在量子力學(xué)及統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在理論有形成過程中又引入了一些模型假設(shè)。

在由反應(yīng)物到產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化過程中，要經(jīng)過（由兩個(gè)反應(yīng)物分子構(gòu)成的體系的）勢能較高的過渡狀態(tài)，形成不穩(wěn)定的活化絡(luò)合物，它可以和反應(yīng)物達(dá)成平衡，而活化絡(luò)合物分解轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率就是該反應(yīng)的速率。

勢能面

（1）原子之間的勢能

原子之間的相互作用力（來自于不同的原子和電子之間的相互作用）可以用勢能來表示，對(duì)雙原子分子來說，它是原子之間的勢能的函數(shù)。

Ep?Ep?R?

原則上，可以由量子力學(xué)的計(jì)算得到，但計(jì)算過程頗難。另一種方法是采用經(jīng)驗(yàn)公式的進(jìn)行計(jì)算，莫爾斯（Morse）公式就是對(duì)雙原子的經(jīng)驗(yàn)公式

Ep?r??De?exp??2a?r?r0????2exp??a?r?r0??)］

0

E(r)與r的關(guān)系可以用下圖來定性的表示

在圖中，De為阱深，r0為兩原子的平衡核間距，r＞r0，兩核之間有吸引力，r＜r0時(shí)，兩核之間有斥力，這樣兩個(gè)原子如同一個(gè)振子在平衡位

置振動(dòng)，這種振動(dòng)是量子化的，振子的能量為

1Ev?(v?)h?2

式中v是振動(dòng)量子數(shù)（v =1，2，…v），ν是系統(tǒng)的振動(dòng)特征頻率，當(dāng)v =0時(shí)，11h?22Ev = E0 =hν，E0稱為零點(diǎn)振動(dòng)能，而De和E0的差值為D0 =De－（E0），v = 0的狀態(tài)為基態(tài)，（完美晶體在OK時(shí)，各原子均處于振動(dòng)基態(tài)，具有零點(diǎn)振1h??E02動(dòng)能）。

當(dāng)光照或分子之間運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞時(shí)，振動(dòng)狀態(tài)會(huì)從較低的狀態(tài)躍遷到較高的狀態(tài)。

D0的數(shù)值可以從光譜的數(shù)據(jù)中獲得

當(dāng)然，這樣的勢能和r的關(guān)系僅是分子中電子處于基態(tài)的情況，當(dāng)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，勢能的關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化。

１．分子間的勢能與勢能面

設(shè)：原子A和雙原子B－C發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)A靠近B－C時(shí)，由三個(gè)原子構(gòu)成的體系的勢能也會(huì)發(fā)生變化，要描述三個(gè)原子之間的距離，需要三個(gè)坐標(biāo)（rAB, rBC, rAC）,而描述三個(gè)坐標(biāo)與勢能的關(guān)系需要四維空間, 這是無法用平面圖型來表示的, 為了說明過渡狀態(tài)的基本思路, 可以設(shè)想三個(gè)原子在同一條直線上, 這樣, 只需要兩個(gè)原子間距的標(biāo), 同時(shí)可以在平面圖上表示。

按照該理論的基本假設(shè)，在反應(yīng)進(jìn)行的過程中

AB+ CABCC

A + B

A靠近B－C時(shí), B－C之間的化學(xué)鍵松馳, 同時(shí)三個(gè)原子構(gòu)成的反應(yīng)體系的勢能會(huì)發(fā)生變化, 形成過渡的活化絡(luò)合物, 最后活化絡(luò)物分解, 生成產(chǎn)物分子, 在這個(gè)過程中, 體系的勢能是核間距和的函數(shù), 這種函數(shù)關(guān)系可以用下圖定性的進(jìn)行說明.1.立體圖的說明 2.平面圖的說明

1．反應(yīng)坐標(biāo)

反應(yīng)體系(三個(gè)原子)從反應(yīng)物轉(zhuǎn)化到產(chǎn)物所經(jīng)過的能量要求最低的途徑.2．E0與Eb的關(guān)系及定義

Eb是活化絡(luò)合物的最低勢能與反應(yīng)物的最低勢能之間的差值。

E0是活化絡(luò)合物的零點(diǎn)能與反應(yīng)物的零點(diǎn)能之間的差值。

由過渡狀態(tài)理論計(jì)算反應(yīng)速率

按照基本假定: 反應(yīng)物和活化絡(luò)合物可以達(dá)成化學(xué)平衡, 并且活化絡(luò)合物一旦生成, 它將一無反顧地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物, 而轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率就是該反應(yīng)的速率。同時(shí)假定：導(dǎo)致生成產(chǎn)物那種不對(duì)稱的振動(dòng)很弱，一次振動(dòng)就可以使活化絡(luò)合物分解而生成產(chǎn)物。

d[A－－B－]??r??(分解)??[ABC]?dt

C][AB由于反應(yīng)物和活化絡(luò)合物可以達(dá)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和二級(jí)反應(yīng)的速率公式相比較, k = νKc＃，所以只要知道KC＃, 便可以求出速率常數(shù)。有兩種方法可以求出Kc＃ １． 速率常數(shù)的統(tǒng)計(jì)力學(xué)處理

由統(tǒng)計(jì)力學(xué)的知識(shí)，可以求出反應(yīng)的速率常數(shù)為

kBTf3tfrfvABvE0k?exp(?)333NA?633NB?63h/2?(ftfrfvkBT)(ftfrfv)3[3N?3N?7]式中活化絡(luò)合物的振動(dòng)自由度為3(NB+NB)－7, 是因?yàn)橐粋€(gè)引起活化絡(luò)合物分解的那個(gè)振動(dòng)自由度已經(jīng)分離出去了。

原則上只要知道分子的質(zhì)量，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，振動(dòng)頻率等微觀物理數(shù)據(jù)，就可以由此式求出反應(yīng)的速率常數(shù)。所以這個(gè)理論也稱為絕對(duì)反應(yīng)速率理論。

２． 過渡狀態(tài)理論的熱力學(xué)方法處理

過渡狀態(tài)理論的熱力學(xué)處理就是用反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨j(luò)合物過程中的熱力????????rGm??rHm?T?rSm學(xué)函數(shù)的變化值來計(jì)算Kc，并進(jìn)一步計(jì)算速率常數(shù)值k。（對(duì)于n 分子的反應(yīng)）

kBT?1?n?rS?m??rH?mk?(c)exp()exp(?)hRRT

對(duì)于氣相的反應(yīng)，也可以用壓力表示濃度，則有

kBTp?1?n?rS?m(p?)??rH?m(p?)k?()exp[]exp[?]hRTRRT

Ec,Eb，E0，Δ≠r Hm⊙，Δr≠Sm⊙，Ea和指前因子之間的關(guān)系

??（1）幾個(gè)與能量有關(guān)的物理量的含義及相互關(guān)系

Ec是發(fā)生有效碰撞時(shí)，分子的相互移動(dòng)能在碰撞時(shí)的質(zhì)心連線上分量的閾值

Ea = Ec + RT E0是活化絡(luò)合物的零點(diǎn)能與反應(yīng)物的零點(diǎn)能的差值，Eb是反應(yīng)物形成活化絡(luò)物時(shí)所必須翻越的能壘的高度。

11Ea?Eb?[h??0?h?0(反應(yīng)物)]L22

E0與實(shí)驗(yàn)活化能的關(guān)系為Ea = E0 + mRT（m包括了普適常數(shù)及配分函數(shù)中所有與T有關(guān)的因子，對(duì)一定的反應(yīng)體系，有定值。

對(duì)于理想氣體的反應(yīng)，Ea≈Δ當(dāng)溫度不太高時(shí)，Ea≈Δ

r

≠

≠

r

Hm+ nRT（n為氣態(tài)反應(yīng)物的系數(shù)之和）

⊙

Hm⊙

兩種速率理論的比較

分子碰撞理論把分子看作是沒有結(jié)構(gòu)的球體，分子之間的反應(yīng)看作是硬球之間作用能大于某一特定的閾能的有效碰撞，對(duì)很簡單的反應(yīng)可以計(jì)算出反應(yīng)的速率常數(shù)。但由于模型的粗糙，對(duì)稍微復(fù)雜的反應(yīng)的計(jì)算也不能和實(shí)驗(yàn)相符，為了迎合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了幾率因子，但它又不能由碰撞理論本身得到。另外，該理論本身也不能解決反應(yīng)閾能的計(jì)算問題。但分子碰撞理論必定給人們描繪了反應(yīng)過程中分子相互作用的清晰圖象，成為反應(yīng)速率理論進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。

活化絡(luò)合物理論在現(xiàn)代量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基礎(chǔ)上，對(duì)化學(xué)反應(yīng)過程提出子新的物理模型，和碰撞理論相比，它解決了反就應(yīng)的活化能的求算問題，通過對(duì)反應(yīng)的勢能面的計(jì)算，可以預(yù)言化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的途徑，可以揭示阿累尼烏斯公式的指前因子的物理意義，可以解釋并計(jì)算碰撞理論的幾率因子，這個(gè)理論對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的計(jì)算在原則上可以不借助認(rèn)何反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，僅憑對(duì)有關(guān)物質(zhì)的微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)的了解和量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的計(jì)算，就可以解決反應(yīng)的速率常數(shù)和求算問題，所以這個(gè)理論又稱為絕對(duì)反應(yīng)速率理論。