材料化学工程中的热力学与分子模拟研究(陆小华著)思维导图
高中化学知识结构网络图
高中化学知识构造网络图化学根本概念和根本理论元素与化合物有机化学根底化学计算化学实验化学工业知识化学根本概念和根本理论物质的分类组成原子的粒子间的关系核电荷数〔Z〕=核内质子数=核外电子数质量数〔A〕=质子数〔Z〕＋中子数〔N〕元素周期律与周期表化学键与分子构造晶体类型与性质晶体类型性质比拟离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体构造组成粒子阴、阳离子分子原子金属阳离子和自由电子粒子间作用离子键范德华力共价键金属键物理性质熔沸点较高低很高有高有低硬度硬而脆小大有大有小、有延展性溶解性易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂极性分子易溶于极性溶剂不溶于任何溶剂难溶〔钠等与水反响〕导电性晶体不导电；能溶于水的其水溶液导电；熔化导电晶体不导电，溶于水后能电离的，其水溶液可导电；熔化不导电不良〔半导体Si〕良导体〔导电传热〕典型实例NaCl、NaOHNa2O、CaCO3干冰、白磷冰、硫磺金刚石、SiO2晶体硅、SiCNa、Mg、AlFe、Cu、Zn化学反响类型离子反响氧化复原反响的有关概念的相互关系化学反响中的能量变化化学平衡弱电解质的电离平衡溶液的酸碱性盐类的水解酸碱中和滴定电化学返回页顶元素与化合物钠及其化合物碱金属氯及其化合物卤素氧族元素硫的重要化合物碳及其化合物硅及其化合物材料氮族元素氮和磷氨硝酸镁和铝铁及其化合物铜及其化合物返回页顶有机化学根底烃不饱和链烃芳香烃分类通式构造特点化学性质物理性质同分异构烷烃C n H2n+2(n≥1)①C-C单键②链烃①与卤素取代反响(光照)②燃烧③裂化反响一般随分子中碳原子数的增多，沸点升高，液态时密度增大。
气态碳原子数为1～4。
不溶于水，液态烃密度比水的小碳链异构烯烃C n H2n(n≥2)①含一个C≡C键②链烃①与卤素、H：、H2O等发生加成反响②加聚反响③氧化反响：燃烧，被KMnO4酸性溶液氧化碳链异构位置异构炔烃C n H2n-2(n≥2)①含一个C≡C键②链烃①加成反响②氧化反响：燃烧，被KMnO4酸性溶液氧化碳链异构位置异构苯及其同系物C n H2n-6(n≥6)①含一个苯环②侧链为烷烃基①取代反响：卤代、硝化、磺化②加成反响③氧化反响：燃烧，苯的同系物能被KMnO4酸性溶液氧化简单的同系物常温下为液态；不溶于水，密度比水的小侧链大小及相对位置产生的异构烃的衍生物构造、通式、化学性质鉴别类别官能团构造特点通式化学性质卤代烃-X〔卤素原子〕C-X键在一定条件下断裂C n H2n+1O2〔饱和一元〕(1)NaOH水溶液加热,取代反响(2)NaOH醇溶液加热,消去反响醇-OH〔羟基〕(1)—OH与烃基直接相连(2)—OH上氢原子活泼C n H2n+2O2〔饱和一元〕(1)取代：脱水成醚,醇钠,醇与羧酸成酯,卤化成卤代烃(2)氧化成醛(—CH2OH)(3)消去成烯醛(1)醛基上有碳氧双键(2)醛基只能连在烃基链端C n H2n O2〔饱和一元〕(1)加成：加H2成醇(2)氧化：成羧酸羧(1)—COOH可电离出H+(2)—COOH难加成C n H2n O〔饱和一元〕(1)酸性：具有酸的通性(2)酯化：可看作取代酯,R 必须是烃基C n H2n O2〔饱和一元〕水解成醇和羧酸酚(1)羟基与苯环直接相连(2)—OH上的H比醇活泼(3)苯环上的H比苯活泼(1)易取代：与溴水生成2,4,6-三溴苯酚(2)显酸性(3)显色：遇Fe3+变紫色代表物质转化关系糖类类别葡萄糖蔗糖淀粉纤维素分子式〔C6H12O6〕〔C12H22O11〕〔C6H10O5〕〔C6H10O5〕构造特点多羟基醛分子中无醛基，非复原性糖由几百到几千个葡萄糖单元构成的天然高分子化合物由几千个葡萄糖单元构成的天然高分子化合物主要性质白色晶体，溶于水有甜味。
华科-工程材料学-思维导图 十.选材及设计
弹簧(弹簧钢)
下料+压力成型+淬火+中温回火+喷丸强化
轴类(调质钢)
下料+锻造+正火+加工+调质+喷丸+精加工
零件的失效 十.选材及设计
选材原则 例子
设计不当
失效原因
选材不当 加工不当
类别错误 质量不过关 淬火不当 回火不当
安装与使用不当
过量变形失效
弹性，刚度不足 塑性，屈服强度不够
塑性断裂(有先兆)，抗拉压强度不够
形式
断裂失效
脆性断裂(无先兆)，热处理不当，含杂质 疲劳断裂，裂纹敏感性高(喷丸处理)
蠕变断裂
表面损伤失效(磨损，接触疲劳，腐蚀)
力学性能
一般原则
工ห้องสมุดไป่ตู้性能
经济性
程序，工作条件，失效形式，抗力指标，多种 候选材料，工艺性和经济性
机床齿轮(调质钢)
锻造+正火/等温退火+粗加工+调质+精加工 +表面高频淬火，低温回火/渗氮+精磨
汽车变速齿轮(渗碳钢)
下料+锻造+正火+加工+渗碳+淬火，低温回火 +喷丸+磨削加工
人教版初中化学九年级上下册知识点思维导图
第二单元 我们周围的空气空气空气的组成粗略测定空气中氧气的含量原理点燃红磷消耗氧气减小容器内的压强吸入水的体积即为消耗的氧气的体积实验现象红磷燃烧发出黄光放热产生大量的白烟打开弹簧夹后，进入集气瓶内的水约为空气体积的五分之一结论氧气的体积约为空气体积的五分之一注意事项密闭的容器防止容器内外气体交换反应物要过量充分消耗氧气反应的生成物为固体，或产生气体易被吸收减小对容器内气体体积的影响冷却至室温因反应条件多加热或点燃，冷却后方可准确测定消耗的氧气的体积减小的气体的体积即为消耗的氧气的体积空气成分体积分数：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他0.03%物质的分类混合物由两种或两种以上的物质组成各种成分分别保持各自的性质纯净物由一种物质组成空气是一种宝贵的自然资源氧气支持燃烧炼钢、气割、气焊、航天支持呼吸动植物呼吸、医疗急救、潜水氮气含有氮元素制造硝酸、氮肥化学性质不活泼保护气液氮温度低麻醉剂超导材料在低温下显示超导性能稀有气体化学性质不活泼保护气通电时可发出不同颜色的光做电光源航标灯闪光灯霓虹灯空气的污染及防治常见的空气污染物有害气体二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧烟尘PM 2.5污染来源化石燃料的燃烧工厂废气植被破坏污染防治减少化石燃料的燃烧使用清洁能源处理工厂废气植树造林加强大气监测氧气氧气的性质及用途性质物理性质标况下，无色无味密度比空气略大不易溶于水化学性质与金属反应与非金属反应与某些化合物反应用途供给呼吸支持燃烧氧气的实验室制法反应原理收集方法排水法向上排空气法检验方法将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃验满方法将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃则说明已收集满氧气概念分子是保持由分子构成的物质的化学性质的最小粒子第四单元 自然界的水爱护水资源分布海洋水、大气水、湖泊水、地下水等海洋中有80多种化学元素淡水占全球总水量的2.53%，其中可利用的占30.4%（不到总水量1%）爱护水资源水污染原因工业：三废末经处理，直接排放生活污水任意排放农业：农药、化肥的不合理施用水污染危害鱼类大量死亡人引用：中毒、致病、甚至死亡工农业生产使用——降低产品质量防止水体污染加强水质检测工业三废处理后排放生活污水集中处理后排放农业：合理使用农药、化肥水的净化自来水厂水的净化过程沉降→过滤→吸附→投药消毒过滤原理：分离不溶于水的固体与液体的操作仪器：铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸操作注意事项一贴；二低；三靠硬水和软水硬水(较多Ca₂⁺和Mg₂⁺)和软水(不含或较少Ca₂⁺和Mg₂⁺)硬水、软水的检验：肥皂水硬水：泡沫少，浮渣多软水：泡沫多，浮渣少硬水的软化实验室：蒸馏生活：煮沸水的组成水的组成水的电解正极：氧气；负极：氢气正负极体积比：1:2原理：H₂O→(通电)H₂+O₂结论水是由氢、氧元素组成的在化学反应中，分子可分，原子不可分氢气燃烧氢气的物理性质氢气的化学性质可燃性氢气燃烧产生淡蓝色火焰，火焰上方罩一烧杯，有水雾出现原理：H₂+O₂→(点燃)H₂O可燃性气体在点燃前要验纯物质的分类纯净物单质化合物氧化物混合物化学式与化合价化学式意义(H₂O)宏观水这种物质水由H、O元素组成微观一个水分子一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成水分子中H、O原子的个数比是2:1书写金属在前，非金属在后读法正写反读根据化学式求化合价单质化合价为0化合物中各元素化合价代数和为0H为+1，O为-2金属正价，非金属负价化学式的计算相对分子质量某元素的质量分数元素的质量比化合价化合价囗诀化合价规律根据化合价写化学式第五单元 化学方程式理论依据：质量守恒定律质量守恒定律的内容实质宏观物质的质量总和不变元素的种类、质量不变微观原子的种类不变原子的数目不变原子的质量不变概念用化学式表示化学反应的式子含义表示反应物、生成物和反应条件表示反应物、生成物各物质之间的质量比表示参加反应的各粒子的数量关系书写原则以客观事实为基础遵守质量守恒定律书写步骤一写二配三标配平方法最小公倍数法奇数配偶法设“1”法读法读出反应物、生成物和反应条件读出反应物、生成物各物质间的质量比应用：根据化学方程式计算计算步骤：设、写、找、列、答根据题意设未知量正确书写化学方程式找出已知量与未知量的质量关系列出比例式，求解简明地写出答案第六单元 碳和碳的氧化物碳单质化学性质在常温下化学性质不活泼与氧气反应，可燃性氧气充足时，碳能充分燃烧，生成二氧化碳氧气不充分时，碳不充分燃烧，生成一氧化碳与某些氧化物反应，还原性在高温下，碳能与某些氧化物反应，使氧化物被还原，所以焦炭能用于冶金工业碳的几种单质金刚石自然界中最硬的物质，无色透明，正八面体不导电用途：裁玻璃、钻石等石墨最软的矿物之一，深灰色可用于制铅笔芯导电用途：铅笔芯、润滑剂、干电池电极等无定形碳木炭和活性炭具有疏松的结构具有吸附性用途：吸附异味、有毒气体等c60由60个碳原子构成的分子，形似足球，结构稳定二氧化碳定义碳的氧化物特性和功能特性无色无味气体密度比空气略大沸点和熔点沸点：-56.6℃（5270pa）熔点：-78.5℃（升华）能溶于水生成碳酸H₂CO₃弱酸不能燃烧可以使烧杯中的蜡烛熄灭参与光合作用绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程分子结构O=C=O的直线结构产生温室效应产生途径燃料燃烧动植物呼吸微生物分解动植物尸体获取和收集获取方法高温煅烧石灰石：CaCO₃==高温==CaO+CO₂↑收集方法向上排空气法实验室制取实验室制法：CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑稀盐酸浓盐酸有挥发性，会使收集到的二氧化碳不纯验满：燃着的木条靠近容器口熄灭即已收集满检验：使澄清石灰水变浑浊应用千冰制冷剂：人工增雨可以产生白色烟雾的舞台效果低温灭火器冷藏运输领域一氧化碳性质与用途物理性质无色、无味、难溶于水、密度比空气略小化学性质可燃性还原性毒性极弱的氧化性用途气体燃料冶炼金属可用于制甲酸钠危害有毒气体，会与人体血液中的血红蛋白结合，使人体缺氧而中毒可燃物九年级下册化学第八单元 金属和金属材料金属材料金属材料包括纯金属以及它们的合金物理性质常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）有良好的导热性、导电性、延展性金属之最铝：地壳中含量最多的金属元素钙：人体中含量最多的金属元素铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）铬：硬度最高的金属钨：熔点最高的金属汞：熔点最低的金属锇：密度最大的金属锂：密度最小的金属金属分类黑色金属通常指铁、锰、铬及它们的合金有色金属重金属：如铜、锌、铅等轻金属：如钠、镁、铝等合金由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等优点熔点高、密度小可塑性好、易于加工、机械性能好抗腐蚀性能好金属的化学性质大多数金属可与氧气的反应金属+酸→盐+H ₂↑Fe+CuSO ₄= Cu + FeSO ₄（“湿法治金”原理）金属+盐→另一金属+另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）常见金属活动性顺序→K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au →金属的位置越靠前，它的活动性就越强位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（除K，Ca，Na，Ba）金属资源的利用和保护铁的冶炼原理在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来3CO + Fe ₂O ₃=高温=2Fe + 3CO ₂原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe ₃O ₄）、赤铁矿（主要成分是Fe ₂O ₃）铁的锈蚀铁与O ₂、水接触（铁锈的主要成分：Fe ₂O ₃）铁生锈的条件铜生铜绿铜与O ₂、水、CO ₂接触铜绿：Cu ₂(OH)CO ₃防止铁制品生锈的措施保持铁制品表面的清洁、干燥表面涂保护膜制成不锈钢铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能金属资源的保护和利用保护金属资源的途径防止金属腐蚀回收利用废旧金属合理开采矿物寻找金属的代用品节约金属资源，减少环境污染一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一的稳定的混。
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思维导图高中化学
一目了然，快乐学习
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变化
•第二节燃烧热能源•第三节化学反应热的计算•第二章化学反应速率和
化学平衡
•第一节化学反应速率•第二节影响化学反应速率
的因素
•第三节化学平衡•第四节化学反应进行的方
向
•第三章水溶液中的离子
平衡
•第一节弱电解质的电离•第二节水的电离和溶液的
酸碱性
•第三节盐类的水解•第四节难溶电解质的溶解
平衡
•第四章电化学基础
•第一节原电池
•第二节化学电源
•第三节电解池
•第四节金属的电化学腐蚀
与防护• 2 有机化合物的结构特点• 3 有机化合物的命名• 4 研究有机化合物的一般
步骤和方法
•第二章烃和卤代烃
• 1 脂肪烃
• 2 芳香烃
• 3 卤代烃
•第三章烃的含氧衍生物
• 1 醇酚
• 2 醛
• 3 羧酸酯
• 4 有机合成
•第四章生命中的基础有
机化学物质
• 1 油脂
• 2 糖类
• 3 蛋白质和核酸•第五章进入合成有机高
分子化合物的时代
• 1 合成高分子化合物的基
本方法
• 2 应用广泛的高分子材料• 3 功能高分子材料。
化学必修一思维导图
化学必修一思维导图一、物质及其变化1. 物质物质是构成宇宙的基本实体，具有质量和体积。
物质由分子、原子和离子等基本粒子组成。
物质可以分为纯净物和混合物。
2. 变化变化是指物质在时间和空间上的状态改变。
变化可以分为物理变化和化学变化。
物理变化是指物质的形态、状态或性质发生改变，但化学组成不变。
化学变化是指物质的化学组成发生改变，新的物质。
二、物质的分类与性质1. 纯净物纯净物是指由一种物质组成的物质。
纯净物可以分为元素和化合物。
2. 混合物混合物可以分为均匀混合物和非均匀混合物。
3. 物质的性质物质的性质是指物质所具有的特定属性。
物质的性质可以分为物理性质和化学性质。
物理性质是指物质在不发生化学变化的情况下所表现出来的性质，如颜色、气味、密度等。
化学性质是指物质在发生化学变化时所表现出来的性质，如可燃性、氧化性等。
三、物质的量与计量1. 物质的量物质的量是指物质所含有的粒子数目的多少。
物质的量可以用摩尔（mol）来表示。
2. 计量计量是指对物质的量进行测量的过程。
计量可以采用天平、量筒等工具进行。
四、化学反应与能量1. 化学反应化学反应是指物质在化学变化过程中发生的原子、离子或分子之间的相互作用。
化学反应可以分为合成反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
2. 能量能量是物质所具有的做功的能力。
能量可以分为内能、热能、电能等。
五、溶液与溶解度1. 溶液溶液是指一种或多种物质分散在另一种物质中形成的均匀混合物。
溶液可以分为饱和溶液和不饱和溶液。
2. 溶解度溶解度是指在一定条件下，溶质在溶剂中达到饱和时所能溶解的最大量。
溶解度受到温度、压力等因素的影响。
六、酸碱反应与中和1. 酸碱反应酸碱反应是指酸和碱在溶液中发生的化学反应。
酸碱反应可以分为酸碱中和反应、酸碱盐反应等。
2. 中和中和是指酸和碱在反应中相互抵消，水和盐的过程。
中和反应是酸碱反应的一种特殊情况，是酸碱反应的典型代表。
七、氧化还原反应与电子转移1. 氧化还原反应氧化还原反应是指物质在化学反应中发生电子转移的过程。
初中化学各单元课标要求及思维导图
初中化学各单元课标要求及思维导图第一单元：走进化学世界本单元主要介绍化学变化的基本特征和化学反应的本质，以及基本的实验操作和化学品的使用意识。
化学是一门研究物质变化的科学，化学变化的基本特征包括原子结构的改变、化学键的断裂和形成、能量的释放或吸收等。
化学反应的本质是物质的转化，不同的反应会产生不同的物质，如酸碱反应、氧化还原反应等。
在实验操作中，学生需要学会简单的仪器使用和连接、加热等基本操作，并能在教师的指导下选择实验药品和仪器，并安全操作。
同时，也需要形成正确、合理地使用化学品的意识，保障自身和他人的安全。
第二单元：我们周围的空气本单元主要介绍空气的主要成分、氧气的性质和用途，以及大气、水、土壤污染物的来源和危害等。
空气是由氮气、氧气、二氧化碳等多种气体组成的，其中氧气是人类生命活动必需的气体。
氧气能跟许多物质发生氧化反应，如燃烧、腐蚀等。
在实验中，可以通过模仿操作来制取氧气。
此外，本单元还介绍了催化剂对化学反应的重要作用，以及常见的化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应等。
学生需要能够利用这些反应解释日常生活中的一些化学现象。
同时，本单元也介绍了典型的大气、水、土壤污染物的来源及危害，以及化学在环境监测与环境保护中的重要作用。
学生需要形成保护环境的意识，为环境保护贡献自己的力量。
第三单元：物质构成的奥秘本单元主要介绍物质的微粒性和构成物质的微粒，以及原子、分子、离子等的性质和作用。
物质是由微粒构成的，其中分子、原子、离子等都是构成物质的微粒。
学生需要能够用微粒的观点解释某些常见的现象，并了解原子是由原子核和核外电子构成的，核外电子在化学反应中的作用等。
此外，本单元还介绍了氢、碳、氧、氮等与人类关系密切的常见元素，以及元素的分类和周期表等。
学生需要能够根据原子序数在元素周期表中找到指定的元素，并形成“化学变化过程中元素不变”的观念。
第四单元：自然界的水本单元主要介绍水的组成、净化方法、水对生命活动的重要意义，以及保护水资源和节约用水的意识。
化学热力学基础(思维导图)
热力学第一定律
热和功
热 能量的两种传递形式
功
在恒外压下：We＝ p外 · △V （J）
热和功都不是状态函数
热力学能U：是有广度性质的状态函数，内部能量总和
能量守恒定律：△U ＝ Q + W
化学反应热： 在T始 ＝T终，只做体积功的条件下，伴随反应吸收或放出的热 量。简称反应热Q
化学反应热
等容反应热Q
化学热力学基础
基本概念
孤立体系是理想状态
宏观性质
广度性质：与物质的数量成正比，有加和性，如质量 强度性质：与物质的数量无关，无加和性，如温度
描述体系状态的物理量，确定了几个后，其他的也随之而变
状态函数
状态函数的变化值只取决于始态和终态 内能，焓，吉布斯自由能，T,V,P等
功和热不是状态函数
绝热状态：Q=0
焓H：状态函数
等压反应热
等温等压时：等于反应热r H= Qp 焓变与热力学能变化的关系：ΔH =ΔU + pΔV
固态、液态：ΔH≈ΔU 理想气体：Qp=Qv+ΔngRT
热化学方程式
反应进度
标准摩尔生成焓
在指定温度T 和100kPa (标准状态)下，由最稳定单质生成1mol某物质时的焓 变，称为该物质的标准摩尔生成焓。简称标准生成焓或标
物化部分思维导图及总结
aRed aOx
对任意反应： cC dD gG hH
E
Ox|Red
()
Ox|Red
()
E
RT zF
ln
aGg aHh aCc aDd
（2）由电池电动势求反应的热力学函数
rGm zEF rGm RT ln Ka
由电动势E及其温度系数求反应的r H m和r Sm
例：习题 1 第十三章 表面物理化学
一.基本概念、基本知识
1、表面自由能 保持相应的特征变量不变，每增加单位表面积时，相应热力学函数的增
值。
U ( A )S,V,nB
H ( A )S,P,nB
F ( A )T,V,nB
G ( A )T,P,nB
表面自由能狭义定义: 保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，Gibbs 自由能
不同点：两者的物理意义不同，所用单位不同。
3、弯曲表面下的附加压力
液面水平，附加压力 Ps 等于零。
液面为凸形，附加压力 PS 大于零
液面为凹形，附加压力 PS 小于零
杨-拉普拉斯公式:
pS
2 R'
曲率半径 R’越小，附加压力越大
凸面 R’大于零，凸面下液体所受压力比平面下要大
凹面 R’小于零，凹面下液体所受压力比平面下要小 附加压力与毛细管中液面高度的关系: 2 cos gh
lg A | z z | I
离子平均质量摩尔浓度： m def (mm )1
a
m m
aB
(
m m
)
7、电导测定的应用计算
(1)计算弱电解质的解离度和解离常数
材料化学第4章材料的化学热力学剖析
3/12/2021 12:56:50 AM
例：TiO2与MgO的比较
❖ TiO2生成线位于MnO生成线的下方，即表明前者 的稳定性大于后者。
❖ 1000℃下两条氧化物生成线之间的距离：
Ti(s) + O2(g) = TiO2(s) Mn(s) + O2(g) = 2MnO(s)
Chapter 4 Chemical Thermodynamics of Materials
材料化学热力学
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主要内容
❖ 化学热力学基础及应用 ❖ 埃灵罕姆图（Ellingham Diagrams）及其应用 ❖ 相平衡与相图
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1200K
(165.42 103 ) ln K p 8.3141200 7.197
Kp 1.574107
4.2埃灵罕姆图及其应用 Ellingham Diagrams
4.2.1 埃灵罕姆图
❖ 埃灵罕姆图——G0-T关系图 ❖ G0-T为近似线性关系
G0 A BT
在一定温度下，通过调 节氧气压力，就可控制 反应进行的方向
4.2.2.2 氧化物稳定性比较
❖ G0-T曲线越在下方，金属氧化物的G0负值越大， 其稳定性也就越高。
❖ 在给定温度下，位于下方的G0-T曲线所对应的元 素能使上方G0-T线的金属氧化物还原。 位于H2O生成线上方的金属氧化物都可被氢还原。
S3000K 13.7J K-1 mol-1 S10200K 288.6J K-1 mol-1
材料与化工 第1章 催化剂表征(思维导图)
第1章 催化剂表征宏观结构和性能微观结构和性能表面性质的表征探针分子技术吸附技术体积吸附法重量吸附法动态吸附法动态吸附静态吸附；吸附量与压力的关系；高精度吸附量热法吸附热与表面覆盖度的关系；过程缓慢、难以实施探针分子光谱技术红外(IR)拉曼(Raman)紫外-可见(UV-Vis)表面基团局部环境催化剂表面功能性基团；吸附剂功能性基团程序升温脱附技术(TPD)热导检测器红外检测器(TPD-IR)质谱检测器(TPD-MS)程序升温反应技术(TPSR)直接表征技术光电子能谱技术X射线电子能谱（XPS)紫外电子能谱（UPS)俄协能谱技术(AES)低能电子衍射技术(LEED)二次离子质谱法(SIMS)离子散射谱技术(ISS)表面扩展X射线吸收精细结构(SEXAFS)体相性质的表征元素分析技术分光光度法原子吸收光谱(AAS)电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)X荧光分析(XRF)电子探针分析(EPMA)X射线能谱(EDS)谱学技术分子光谱技术红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱X射线谱技术X射线衍射技术(XRD)X射线吸收技术EXAFS技术XANES技术共振谱技术核磁共振技术(NMR)穆斯堡尔谱电子自旋共振(ESR)、亦称电子顺磁共振（EPR)热分析技术热重分析(TG)差热分析(DTA)差式扫描量热法(DSC)程序升温还原(TPR)程序升温氧化(TPO)相对探针分子技术而言，而非直接观察侧技术。
思维导图在化学工程基础课程中应用
关键词:思维导图;化学工程基础化学工程基础是高校化学专业的一门专业核心课程，该课程具有较强的理论实践性，与生产生活实践紧密联系，是在学习了无机化学、有机化学、物理化学、高等数学等课程的基础知识以后，进一步深入学习化学与生产生活实践相联系的一门课程。
相比于无机化学和分析化学这些基础专业课程，化学工程基础课程的知识点难度大、计算公式繁多、计算量大并且不易理解。
同时随着化学工艺的不断改进和优化，理论知识点也在不断增加，因此在化学工程基础的学习中引入思维导图，会极大地降低对该课程理论知识的理解记忆，使学生的学习过程更为高效。
1思维导图概述思维导图(TheMindMap)又称为脑图、心智地图，是一种表达人类发散性思维的有效性和图形化的思维表达工具［1］。
思维导图主要是将枯燥、单调的知识变成彩色的、一目了然的知识图，以直观而又形象的表达方式对每个知识点进行分析、总结、概括，是一种有效的思维工具，可以充分发挥人的左右脑，培养学生的创新思维和逻辑思维。
2思维导图的特征随着教学手段的不断发展，思维导图在高校教学过程中被广泛应用，也越来越受到老师和学生的喜爱。
利用思维导图可以有效帮助学生更高效的整理学习笔记、帮助学生听课和复习，将繁多的知识点和计算公式分门别类地放在一个图表中，学生可以根据自己的发散性思维将图表按照不同的标准进行整理归纳。
例如:在化学工程基础单元操作的学习中，可以将流体流动、传热、吸收以及精馏等单元操作总结形成四个思维导图;也可以将吸收和精馏这两个质量传递的单元操作一起整理形成一个思维导图。
同时在整理思维导图时可以用不同颜色对不同的内容进行标记，突出课程的重难点。
思维导图具有以下几点特征:①思维导图的中心是一章节的名称或者这章节的有关图片，比如化学工程基础中传热这单元操作的中心可以为“传热”或者热交换器的图片。
②分支则从这一中心向四周发散，首先是各大主题，然后各大主题再次进行分支，次主题则在分支上表现出来，附在上一个的分支上。
思维导图在大学物理化学教学中的应用
物理 化 学是高校 食品 类 专业本 科 生的 一门学 科 基 础 课，是 他们 学习食品 化 学、生物 化 学、食品工 程 原 理 等专 业课的基础，也是食品类专业的研究生参与科学研究工作 的重要理论基础。在科研领域有一句流传的话 语“: 无物 化、不 科 研”。如 果 要 想将科 研工作 深入 到理 论分析的层 次，就要用到物理化学的化学热力学、化学反应动力学理 论。物理 化 学 知 识 理 论 性 强，概 念 多，学 好 这门课 程 有一 定 难 度，需 要 教 师 们 从学 生 角度出发，多采用以学 生 为中 心的方式改革教学方法，提高学生学习的积极性，帮助学 生打 下扎 实的理 论 知 识 基 础，同时 培 养 学 生的 创 新思 维 能力。笔者长期为大学二年级本 科 生讲 授 物理化学，该 文 介绍笔者在以往教学改革的基础上，尝试将近年来教育界 逐渐兴起的思维导图工具引入教学过程中的背景、设计及 应用、效果，为同行们的工作提供一点经验作为参考。
1 思维导图的起源 思维导图(Mindmap)，起源于20世纪60年代左右，其创
始人为英国的东尼·博赞(Tony Buzan)，是一种将思维和知 识 结合 起 来的工具，又称为思 维 地图[1]。还有学 者 认 为可 追溯到公元 3世 纪 左右，古希腊 哲学家波菲力( Por phy r y) 构 建的波菲利之树(Tree of Porphyry)已经具备思维导图的雏 形(见图1)[2]。
科技教育 DOI：10.16661/ki.1672-3791.2019.31.107
科 技资讯 2019 NO.31
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
思维导图在大学物理化学教学中的应用①
周晓荣 王又容 陈浩 费会 方华 徐玉玲 (武汉轻工大学化学与环境工程学院 湖北武汉 430023)
材料化学曾兆华化学热力学ppt精品资料
➢ 表面张力和表面能、润湿和接触角、弯曲表面 热力学、固体表面的吸附
Chapter4 Chemical Thermodynamics of Materials
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4.2 材料界面热力学
表面张力和表面能
概念： 表面功:形成新表面 的过程中所作的功。 非体积功。
G0=H0-TS0
G3000K 60.89kJ mol-1
G10200K 165.42kJ mol-1
300K
ln
Kp
60.89 103 8.314 300
10.60
Kp 2.5121011
1200K
ln
Kp
(165.42 103 ) 8.314 1200
7.197
Kp 1.574107
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P附dV = σdA P附= σ (dA/dV) 因A = 4πr2 dA = 8πrdr V = (4/3)πr3 dV=4πr2dr
得 P附= 2σ/r （2-5） 上式为弯曲面为球面时的Laplace方程。
由P附= 2σ/r （2-5） 可知，P附与表面张力成正比，与曲率半径成反比。气泡(或液滴)的曲率 半径越小，则附加压力愈大；
• 由于CO生成线斜率为负，随着温度升高，G0 越负，CO稳定性越高。
– 只要温度足够高，图中出现的氧化物均可被还原。 – 高温下碳几乎能够还原所有金属氧化物，生成金属
单质和CO。
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4.2 材料界面热力学
➢ 材料的界面（interface）：材料与另一相接 触的交界面，若所接触的相为气体，这种界面 通常称表面（surface）。
若液面为凸形，曲率半径为正，则P附为正值，附加压力的方向指向液体 内部； 若液面为凹形，曲率半径为负，则P附为负值，附加压力方向指向气体； 若液面为平面，即r为无穷大，则P附等于零。
热力学基本公式的导出关系概念图(新)
图1助学体系材料之五运用概念图制作技术，掌握热力学函数关系丽水学院化学化工系 张启伟材料简介：运用概念图制作技术，构建了热力学函数关系概念图，包括了：四个热力学基本公式的导出关系概念图，八个派生公式及四个麦克斯韦(Maxwell)关系式，便于记忆。
一、热力学基本公式的导出关系概念图：从热力学第一定律开始，根据各热力学函数的定义式，依次建立四个热力学基本公式的导出关系概念图(见图)。
热力学基本方程的适用条件：于封闭的热力学平衡系统所进行的一切可逆过程。
说的更详细些，它们不仅适用于一定量的单相纯物质，或组成恒定的多组分系统发生单纯p , V, T 变化的过程。
也可适用于相平衡或化学平衡的系统，由一平衡状态变为另一平衡态的过程。
二、导出派生公式的二种方法根据上面的四个热力学基本公式，每个热力学基本公式可派生出二图2图3个派生公式，共8个派生公式。
分别可以按二种方法得到派生公式，见图。
派生公式汇总表如下：等熵(∂U/∂V)S=－p2 d H = T d S + V d p 等压(∂H/∂S)p=T 等熵(∂H/∂p)S=V3 d A =－S d T－p d V 等容(∂A/∂T)V=－S 等温(∂A/∂V)T=－p4 d G=－S d T+ V d p 等压(∂G/∂T)p=－S 等温(∂G/∂p)T=V注：同色偏微分的相同关系。
归纳为四组：T = (∂U/∂S)V= (∂H/∂S)p；p =－(∂U/∂V)S=－(∂A/∂V)T V= (∂H/∂p)S= (∂G/∂p)T S =－(∂A/∂T)V=－(∂G/∂T)p在学习过程中，一是要注意不同偏微分的相互替代关系；二是要注意难测或难得的偏微分可用一个简单的状态函数取代的关系。
三、麦克斯韦(Maxwell)关系式导出关系概念图同样以四个热力学基本公式为基础，每个基本公式可导出一个Maxwell关系式。
导出的数学模式概念图如下(见图)：图2 求Maxwell关系通式概念图按此求Maxwell关系通式概念图，可分别写出四个热力学基本公式的Maxwell关系式。