物理化学-绪论

物理化学实验教学大纲《物理化学实验》教学大纲（2006.5修订）课程编码：课程名称：学分：总学时：一、本课程的地位、作用和目的与要求：物理化学实验（包括结构化学实验）是化学教育专业一门重要的基础实验课，通过实验课使学生加深对物理化学（含结构化学）原理的理解，培养学生实验研究能力和创新精神。

其目的使学生系统掌握基本的物理化学实验研究方法和基本技术，培养学生掌握物理化学实验及结构化学实验的基本知识和方法，训练学生使用仪器的操作技能，培养学生观察现象、正确记录和处理数据的能力，实践能力，全面提高学生素质。

要求学生完成实验20个，写出实验报告，并对实验进行讨论。

在做完实验的基础上参加实验考试。

考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。

二、本课程教学基本要求本大纲提出22个实验项目可供选择。

要求学生完成实验20个，在选题时要兼顾到热力学、动力学、电化学、表面现象与胶体、结构化学等几个部分。

建议实验分配如下：热力学7个，动力学4个，电化学4个，表面现象与胶体3个，结构化学2个。

写出实验报告，并对实验进行讨论。

在做完实验的基础上参加实验考试。

考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。

实验教学内容及学时分配素。

3燃烧热的测定必做6通过实验进一步明确燃烧热的定义,恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别,以及用量热法测量燃烧热的基本原理。

了解氧弹式量热计的原理与构造，各部件的名称以及主要部件的作用、使用方法。

了解气体钢瓶的使用方法、注意事项，学会氧气减压阀的使用方法及原理。

熟悉用氧弹卡计测萘的恒容燃烧热的实验方法、步骤。

验证 3 了解积分熔解热和微分熔解热6 液体饱和蒸汽压的测定（学时）必做6程式的使用条件。

初步掌握真空减压系统装置和真空泵的构造，了解各种真空度的范围及获得的方法，熟悉福廷式气压计的构造、原理、使用；掌握等压计的构造、作用原理及使用方法。

学会测量CCl4于各温度下的饱和蒸气压。

物理化学Physical Chemistry一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分：3学分课程总学时：48 学时，其中讲课：48 学时课程性质：必修开课学期：第3学期先修课程：高等数学、大学物理、材料化学适用专业：应用化学，材料物理等教材：沈文霞编，《物理化学核心教程》，科学出版社，2009年。

开课单位：物理与光电工程学院材料物理系二、课程性质、教学目标和任务本课程是适用于应用化学，材料物理等相关专业的学科基础课，本课程主要解决化学反应的方向和限度、化学反应的速率和机理等方面的问题，着重研究学科内更具普遍性的、更本质的化学运动内在规律，研究化学中的物质运动基本规律。

通过本课程的学习，要求学生了解和理解物理化学中重要的基本概念和基本知识，掌握各基本原理、定律、规则，并能进行计算和综合运用，解决一些实际问题，使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题。

该课程的任务是激发学生学习化学的兴趣，将化学知识体系和思维方法传授给学生，培养学生分析和解决一般化学问题的能力，提高学生的化学素质，从而为后继课程以及今后从事生产和科研打下一定的化学基础。

三、教学内容和要求第1章绪论（1学时）（1）明确为什么要学习物理化学，了解物理化学课程内容；（2）掌握物理化学研究与学习的方法；（3）掌握物理量的表示与运算。

重点：物理量的表示难点：物理量的表示与运算第2章气体（2学时）（1）了解低压气体的经验定律、真实气体的状态方程；（2）理解液体的饱和蒸汽压和临界状态；（3）理解道尔顿分压定律和阿马格分体积定律（4）掌握理想气体的状态方程、混合物组成表示法；重点：混合物组成表示法；难点：液体的饱和蒸汽压和临界状态；道尔顿分压定律和阿马格分体积定律；第3章热力学第一定律（7学时）3.1 热力学概论（0.5学时）（1）了解热力学的研究对象；热力学的研究方法和（2）理解热力学研究方法的局限性；（3）掌握热力学研究方法；重点：热力学研究方法；难点：热力学研究方法的局限性；3.2 热力学的一些基本概念（0.5学时）（1）掌握热力学的一些基本概念；（2）掌握状态函数的特点；重点：热力学的一些基本概念；难点：状态函数的特点；3.3 热力学第一定律（1学时）（1）理解内能（U ）和焓（H）都是状态函数、热（Q）和功（W ）都是与途径有关的过程量。

绪论 1 学时基本要求：1、了解物理化学学科、阐明物理化学课程的基本内容和任务。

2、掌握物理化学的学习方法。

P V T 关系 3 学时气体的第一章基本要求：1、掌握理想气体性质、状态方程及基本定律。

2、了解实际气体的性质及范德华方程。

3、掌握临界状态概念、对应状态原理。

4、了解pVT 关系的普遍化计算方法。

重点：理想气体定义、分压力、分体积的概念；理想气体状态方程、范德华方程的应用，对应状态原理及其应用。

难点：分压力、分体积的概念，使用范德华方程及用压缩因子图对真实气体进行有关计算。

第一章气体的pVT关系主要公式及使用条件1.理想气体状态方程式nRTRT?(m/M)pV?pV?p(V/n)?RT 或m3V?V/n称为气体的摩尔体。

mol PaTp式中，V，及n单位分别为，m，K及m3 -1-1 -1，称为摩尔气体常数。

mol·K=8.314510 J ·m积，其单位为·mol。

R此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。

气体混合物2.（1）组成? ) = y (或x 摩尔分数nn/BB ABA???yV/??体积分数Vy Bm,BBAm,AA?V?表示在一定T，p式中下纯气体为混合气体总的物质的量。

A的摩n Am,AA??为在一定T，p尔体积。

下混合之前各纯组分体积的总和。

Vy A,mAA（2）摩尔质量???n/M?m/nM??yM BmixBBB BBB??为混合气体总的物质的量。

上为混合气体的总质量，式中nm?nm?BBBB述各式适用于任意的气体混合物。

?y?n/n?p/p?V/V（3）BBBB式中p为气体B，在混合的T，V条件下，单独存在时所产生的压力，称为B B?V下，单独存在时所占的体积。

，p的分压力。

为B气体在混合气体的T B道尔顿定律3.?，p= yp pp?BB BB上式适用于任意气体。

对于理想气体p?nRT/V BB4.阿马加分体积定律?V?nRT/V BB此式只适用于理想气体。

第0章绪论§0.1 物理化学的定义、形成和发展1. 物理化学的定义化学变化种类繁多，但从本质上说都是原子或原子团的重新组合。

在原子或原子团重新组合的过程中，总是伴随着温度、压力、体积等物理性质的变化和热效应、光效应、电效应等物理现象的发生；反过来，物理性质的变化和物理效应对化学反应发生、进行和限度均可产生重要的影响。

科学发展的经验证明，深入探讨化学现象和物理现象之间的关系，是揭示化学变化规律的重要途径。

物理化学便是借助化学现象和物理现象之间的联系，利用物理学原理和数学手段研究化学现象基本规律的学科。

2. 物理化学的形成和发展俄国科学家罗蒙诺索夫(M. V. Lomomnocov,1771~1765)在十八世纪中叶首先使用了“物理化学”这个名词，但物理化学学科是在1804年道尔顿（J. Dalton, 1766~1844）提出原子论、1811年阿佛伽德罗（A. A vogadro，1776~1886）建立分子论、以及热力学第一定律、第二定律建立并应用于化学过程之后才得以形成。

一般认为，1887年德国科学家奥斯瓦尔德（W. Ostwald,1853~1932)和荷兰科学家范霍夫（J. H. van't Hoff, 1852~1911）创办《物理化学杂志》是物理化学成为一个学科的标志。

进入二十世纪后，随着现代物理学、数学、计算机科学的进展和现代测试方法的大量涌现，物理化学的各个领域均取得了突飞猛进的发展。

量子力学的创立和发展，使物理化学的研究由宏观进入微观领域；飞秒激光技术和交叉分子束技术的出现，使化学动力学的研究由静态扩展到动态；不可逆过程热力学理论、耗散结构理论、协同理论及突变理论的提出，使化学热力学的研究由平衡态转向非平衡态；低能离子散射、离子质谱、X-射线、紫外光电子能谱等技术的发展，促进了界面化学、催化科学的研究；而共振电离光谱、原子力显微镜和扫描隧道显微镜等技术的发展，促进了纳米材料和纳米结构的研究。

《物理化学》复习资料物理化学》课程期末复习资料《XXX〉课程讲稿章节⽬录：绪论第⼀章热⼒学第⼀定律第⼀节热⼒学概论第⼆节热⼒学基本概念第三节热⼒学第⼀定律第四节体积功与可逆过程第五节热、热容与焓第六节热⼒学第⼀定律应⽤第七节热化学第⼋节化学反应热效应计算第⼆章热⼒学第⼆定律第⼀节卡诺循环与卡诺定律第⼆节热⼒学第⼆定律的表述第三节熵函数第四节熵变的计算第五节熵函数的物理意义第六节热⼒学第三定律第七节吉布斯能和亥姆霍兹能第⼋节热⼒学函数间关系第九节吉布斯能和亥姆霍兹能计算第三章多组分系统热⼒学第⼀节多组分系统组成表⽰法第⼆节偏摩尔量第三节化学势第四节液相多组分体系两个经验定律第五节⽓体化学势第六节液体混合物和稀溶液组分化学势第七节稀溶液的依数性第⼋节分配定律第四章化学平衡第⼀节化学反应等温⽅程第⼆节化学反应平衡常数第三节平衡常数计算和化学转化率第四节反应标准吉布斯⾃由能和化合物标准⽣成吉布斯⾃由能第五节温度对平衡常数的影响第六节其他因素对平衡常数的影响第七节反应耦合第五章相平衡第⼀节相率第⼆节单组份系统第三节双组份系统（1）第四节双组份系统（2）第五节双组份系统（3）第六章电化学第⼀节电化学基本概念第⼆节电解质溶液电导测定与应⽤第三节电解质溶液活度与活度系数第四节可逆电池第五节电极电势和电池电动势第六节可逆电池热⼒学第七节电池种类第⼋节电池电动势测量与应⽤第九节电极极化和过点位第七章化学动⼒学第⼀节反应速率的表⽰与测量第⼆节反应速率⽅程第三节简单级数反应的速率⽅程第四节反应速率的确定第五节温度对反应速率的影响第六节典型的复杂反应第七节溶液中的反应第⼋节催化反应动⼒学第九节光化学反应动⼒学第⼋章表⾯物理化学第⼀节表⾯积与表⾯吉布斯能第⼆节弯曲表⾯的性质第三节铺展与湿润第四节溶液的表⾯吸附第五节不溶性表⾯膜第六节表⾯活性剂第七节固体表⾯对⽓体的吸附第九章胶体分散系统第⼀节溶胶的分类和基本特征第⼆节溶胶的制备和净化第三节动⼒学性质第四节光学性质第五节电学性质第六节胶体的稳定性第七节乳状液、泡沫和⽓溶胶第⼗章⼤分⼦溶液第⼀节⼤分⼦溶解结构和平均摩尔质量第⼆节⼤分⼦的溶解特征及在溶液中的形态第三节⼤分⼦溶液的渗透压第四节⼤分⼦溶液的光散射第五节⼤分⼦溶液的流变性第六节⼤分⼦溶液的超离⼼沉降第七节⼤分⼦电解质溶液第⼋节凝胶⼀、客观部分：（单项选择、多项选择、不定项选择、判断）（⼀）、选择部分1. 下列哪些属于热⼒学的研究范畴（B,C ）A.体系变化的速率B.体系变化的⽅向判断C.体系与环境间的能量交换D.体系分⼦的微观结构★考核知识点：热⼒学研究范畴参见绪论热⼒学研究的是体系的状态、变化⽅向与限度（通过体系与环境间的能量交换能判断），不考虑体系变化速率和分⼦微观结构。