上海交通大学物理化学教学大纲

上海交通大学致远学院《物理化学》课程教学大纲(2015.3-2016.1)一、课程简介课程名称：物理化学学时/学分：128/8先修课程：高等数学、大学物理、基础化学等面向对象：化学、化工、材料、生工、环境等专业的本科学生教学目标：物理化学是化学科学中的一个学科，是整个化学科学和化学工艺学的理论基础。

它运用数学、物理学等基础科学的理论和实验方法，研究化学变化包括相变化和pVT变化中的平衡规律和速率规律，以及这些规律与物质微观结构的关系。

为后继专业课程，如化工原理、分离工程、反应工程、化学工艺学等提供更直接的理论基础，起着承上启下的枢纽作用。

学习物理化学的目的有两个：一是掌握物理化学的基本知识，加强对自然现象本质的认识，并为与化学有关的技术科学的发展提供基础；二是学习物理化学的科学思维方法，培养学生获得知识及用所学知识解决实际问题的能力。

二教学基本内容第1章物质的pVT关系和热性质引言系统的状态和状态函数流体的状态图，气液相变和临界现象包括流体相和固相的状态图和相图范德华方程普遍化计算和对应状态原理维里方程热力学第一定律标准热容标准相变焓标准生成焓和标准燃烧焓标准熵热性质数据的来源重点与难点：物理化学的内容框架：三个层次，两大部分，三种方法。

系统的状态和状态函数。

状态函数的基本假定。

流体的pVT状态图，超临界流体。

波义耳温度。

包括气液固三相的pVT状态图和相图。

范德华方程及应用。

对应状态原理。

热力学第一定律的建立。

体积功的定义、焓，热力学标准状态。

第2章热力学定律和热力学基本方程引言热力学第二定律卡诺循环和卡诺定理克劳修斯不等式和可逆性判据熵与熵增原理亥姆霍兹函数和吉布斯函数热力学基本方程pVT变化中热力学函数的变化焦耳–汤姆逊效应相变化中热力学函数的变化热力学第三定律化学反应中热力学函数的变化过程的方向和限度单元系统的相平衡，克拉佩龙–克劳修斯方程能量的有效利用重点与难点：热现象与力学现象的区别。

《物理化学》课程教学大纲
一、课程介绍
（一）课程性质
物理化学主要研究化学变化和相变化的平衡规律和变化速率规律，是化学工程与工艺、应用化学、生物工程、食品、材料、制药、生物技术等专业的专业课。

通过本门课程的学习，学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法，同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。

这种训练和培养应贯穿在课堂教学的整个过程中，使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论，并结合具体条件用理论解决实际问题的方法。

（二）课程任务
教学内容由热力学和动力学为主体，涉及：热力学基本概念、定律、原理、方法，溶液、相平衡、化学平衡的热力学，唯象动力学的基本概念，反应速率理论，催化作用，电化学基础，表面现象（界面现象）及胶体化学。

通过学习本课程，要求学生对物理化学有系统的认识，并了解其在化学、化工、环境、材料、能源、生命、医药、农业等学科中的根基地位及其相互的关系。

二、学习目标
（一）课程的总体目标与基本要求
教学目的：通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和基本方法的框架，掌握热力学、动力学、电化学中的普遍规律和实验方法；在强化基础的同时，逐步培养学生的思维能力和创造能力。

教学要求：本课程重点在于化学基础理论、基本知识的教学，在阐述基本原理时应着重讲清整个问题的思路、介绍问题的提出背景和形成理论的思维方法，使学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法，培养解决问题的能力；在基础层次上选择有代表性的科学研究成果和工程实际，着眼于前沿所涉及的新思想和新方法上。

（二）各章节学习目标
三、教学大纲
五、考核要点。

物理化学教学大纲一、课程简介物理化学是化学的一个重要分支，主要研究物质的结构、性质、变化规律，以及物质之间的相互作用等内容。

本课程旨在使学生掌握物理化学基础知识，培养学生的化学思维和实验技能，为日后深入学习化学相关专业打下坚实的基础。

二、教学目标1. 了解物理化学的基本概念和原理，掌握相关实验技能；2. 提高学生的化学思维和实验能力，培养学生的分析和解决问题的能力；3. 培养学生对物理化学领域的兴趣，为将来的学习和研究打下基础。

三、教学内容与安排1. 物理化学的基本概念1.1 物态变化1.2 热力学基础1.3 化学平衡2. 物理化学实验2.1 量热实验2.2 晶体学实验2.3 分析化学实验3. 物理化学实践3.1 计算化学3.2 显微镜技术3.3 光谱学4. 期末综合实验及成果展示四、考核方式1. 平时表现（包括课堂参与、实验操作等）占总成绩的20%；2. 期中考试占总成绩的30%；3. 实验报告和作业占总成绩的20%；4. 期末考试占总成绩的30%。

五、教学要求1. 学生应按时上课，积极参与课堂讨论，完成实验操作；2. 学生应独立完成实验报告和作业，注重实践能力的培养；3. 学生应按时复习，做好笔记和总结，为考核做好准备。

六、教学保障1. 教材：《物理化学》第5版；2. 实验器材：齐全的物理化学实验器材；3. 师资力量：有丰富教学经验的物理化学教师；4. 教学环境：整洁、安全、适合学习的教室和实验室。

七、总结通过本教学大纲的制定，旨在通盘考虑各方面的教学要求，确保学生能够全面、系统地掌握物理化学基础知识，培养其科学思维和实践能力，为将来的学习和研究提供坚实的基础。

希望学生在本课程的学习过程中能够勤奋学习，积极实践，取得优异的成绩。

祝各位同学学习进步！。

物理化学课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；
课程名称: 物理化学（PhysicalChemistry）
所属专业：材料化学
课程类别：专业课
课程性质：专业课（必选）
学分： 3学分（54学时）
（二）课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程；
课程简介：
物理化学又称理论化学，是从研究化学现象和物理现象之间的彼此联系入手，从而找出化学运动中最具普遍性的大体规律的一门学科。

共包括4部份内容：
第1部份，热力学。

内容包括：热力学第必然律、热力学第二定律、化学势、化学平稳、相平稳。

第2部份，电化学。

内容包括：电解质溶液、可逆电池电动势、不可逆电池进程。

第3部份，表面现象与分散系统。

内容包括：表面现象、分散系统。

第4部份，化学动力学。

内容包括：化学动力学大体原理、复合反映动力学。

目标与任务：
使学生把握物理化学大体概念及计算方式，同时还应取得一样科学方式的训练和逻辑思维能力的培育。

这种训练和培育应贯穿在课堂教学的整个进程中，使学生体会和把握如何由实验结果动身进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论，并结合具体条件用理论解决实际问题的方式。

先修课与后续相关课程：
先修课：高等数学（微分、积分）、大学一般物理、无机化学、有机化学、分析化学后续相关课程：无。

（三）教材与要紧参考书。

教材：物理化学简明教程，第四版，印永嘉等编，高等教育出版社出版.2007
参考书目：。

《物理化学（含实验）》考试大纲适用于报考上海交通大学化学类专业硕士研究生入学考试。

本《物理化学（含实验）》课程的主要内容包括化学热力学、化学动力学、电化学、界面化学与胶体化学和物理化学实验。

要求考生熟练掌握物理化学的基本概念、基本原理及计算方法，具有综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

掌握基本实验原理和技能、数据处理和误差分析。

主要参考书《物理化学》（第五版），傅献彩、沈文霞、姚天扬等编，高等教育出版社，2005年。

《物理化学实验》（第三版），复旦大学等编，庄继华等修订，高等教育出版社，2004年。

主要题型题型有：填空题、简答题、计算题、综合题等。

基本要求一、热力学第一定律及其应用明确热力学的一些基本概念和功和热正负号的取号惯例。

明确准静态过程与可逆过程的意义。

掌握U及H都是状态函数以及状态函数的特性。

了解摩尔定压、定容热容的概念。

熟练应用热力学第一定律计算理想气体和实际气体在等温、等压、绝热等过程中的Q、W、ΔU和ΔH.熟练应用标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓计算不同温度下的化学反应热。

了解节流过程的特点及焦耳-汤姆逊系数的定义与实际应用。

从微观角度了解热力学第一定律的本质。

二、热力学第二定律明确热力学第二定律的意义。

理解克劳修斯不等式的重要性。

熟记热力学函数U、H、S、F、G的定义。

明确ΔG在特殊条件下的物理意义，熟练计算过程的ΔS、ΔF和ΔG 并用于判断变化的方向和限度。

熟练应用克拉贝龙方程式和克劳修斯-克拉贝龙方程式。

明确偏摩尔量和化学势的意义。

了解热力学第三定律的内容，明确规定熵及标准熵值的意义。

初步了解不可逆过程热力学关于熵流和熵产生等基本内容。

三、溶液-多组分体系热力学在溶液中的应用熟悉溶液浓度的各种表示法及其相互关系。

理解理想液态混合物、稀溶液与实际溶液三者的区别和联系。

掌握拉乌尔定律和亨利定律以及它们的应用。

理解理想体系（理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液）中各组分化学势的表达式及其应用。

《物理化学》网络课程建设标准一、课程教学大纲（一）大纲说明物理化学课程是采用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论的一门课程，是化学工程与工艺、能源化工等专业学科基础必修核心课程。

其先修课程是高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学；适用化学工程与工艺、能源化工等专业。

1、课程的任务该课程主要讲述化学热力学、化学动力学、电化学、界面化学和胶体化学的基本原理、方法及其应用；通过该课程的学习，使学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理，加深对自然现象本质的认识，这些知识和原理不仅是化学的理论基础，也是其它与化学有关的技术科学的发展基础，同时要求学生学会物理化学的科学思维方法，培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力，培养他们获取知识并用来解决实际问题的能力。

2、课程的教学基本要求(1) 掌握物理化学基础知识，能够恰当地表达化学工程中涉及到的物理化学问题；(2) 在加强基本知识、基本理论和基本方法教学的同时，适度反映现代物理化学学科领域发展的新动向和新趋势，理论联系实际，培养学生科学的思维方法，发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及创新思维；(3) 通过本课程的学习，要求学生对物理化学的基本概念和基本理论有较系统的理解。

对于重要的基本概念、基本原理能了解其来源、含义和适用范围；公式的推导和应用，应注意所引进的条件和实际情况，并估计其可能产生误差的根源；要求至少做200道习题。

学习要理论联系实际，在解决实际问题时，能够熟练运用所学到的物理化学知识和技能。

3、教学方法和教学形式建议本课程采用远程教学和面授辅导相结合的方式开展教学。

远程教学包括学生收看网上的IP课件和网上教学辅导等教学形式；面授辅导考虑学生在职和成人的特点和需求，在业余时间进行有针对性的学习指导。

平时作业是很重要的形成性考核手段，各级学习中心应配合面授辅导教师督促学生独立完成并及时批改和反馈，必要时应要求学生重做。

4、课程教学要求的层次1．掌握：要求学生能够全面、较深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、初步处理和解答与应用相关的问题，能够举一反三。

《物理化学实验》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：CA0152、课程名称（中/英文）：物理化学实验,Physical Chemistry Experiment3、学时/学分：4、先修课程：无机化学、无机化学实验、有机化学、有机化学实验5、面向对象：生命学院、农学院、环境学院、药学院6、开课院（系）、教研室：基础化学实验中心7、教材：《物理化学实验》，高丕英李江波主编，上海交通大学出版社，2010年8、教学参考书：《物理化学实验》复旦大学主编，庄继华修订，高等教育出版社，2005二、课程性质和任务本课程是化学系列实验课程的一部分。

本课程是进一步培养学生分析问题和解决问题的能力。

通过本课程的学习，要求学生：（1）掌握温度测量、控制与校正；（2）掌握体系压力测量、控制与校正；（3）掌握电位差计的原理和电学测量的要点。

三、教学内容和基本要求一、热化学（14学时）1、燃烧热的测定（5）要求：通过恒容量法准确测定萘的燃烧热。

要求掌握雷诺法对温度的校正及等压热效应与等容热效应的差别，了解氧弹式量热计的构造。

2、溶解热的测定（5）要求：了解电热补偿法测定热效应的一般原理，掌握积分溶解热、微分溶解热、积分冲淡热及微分冲淡热的定义及求法。

3、液体饱和蒸汽压及汽化热的测定（4）要求：准确测定去离子水及无水乙醇的饱和蒸汽压与温度间的关系，并根据克拉贝龙方程计算出它们的摩尔汽化热。

二、电化学（4）1、原电池电动势及其温度系数的测定（4）要求：掌握对消法测定原电池电动势的原理，并测定锌电池的电动势及计算其热力学常数。

三、动力学（9学时）1丙酮碘化反应（5）要求：掌握孤立法测定反应级数的原理，通过分光光度计测定丙酮碘化反应的反应级数、速率常数及活化能。

2、BZ振荡反应（4）要求：理解自然界中非平衡非线性现象，测定BZ振荡反应的表观活化能。

四、表面与胶体（9学时）1、溶液表面张力的测定（4）要求：掌握最大气泡法、环法测定正丁醇水溶液的表面张力及表面张力与温度的关系。

★先修课程：无机化学、分析化学、有机化学、基础化学实验、人学数学、人学物理等。

★适用专业：化学专业。

★教材：《物理化学》（第五版），傅献彩等编，高等教育出版社，2005★教学参考书：《物理化学简明教程》（第三版），山东人学印永嘉等编，高等教育出版社：《物理化学》，胡英等编，第四版，高等教育出版社。

Physical Chemistry.6th ed., Atkins P.W., Oxford University Press.（有中译本）附：关于教材本课程采用的教材是由南京大学教师编写高等教育岀版社出版（2005年）的《物理化学》（第五版），它是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

第五版是在第四版的基础上，遵照教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会2004年通过的”化学专业和应用化学专业化学教学基本内容“进行了适当的调整和增删，并总结近年来教学研究和教学改革成果修订而成的。

全书重点阐述了物理化学的基本概念和基本理论，同时考虑到不同读者的需要也适当介绍了一些与学科发展趋势有关的前沿内容。

★本课程的性质、地位、作用和任务本课程是高等院校化学专业的一门重要基础课，为化学专业二级学科。

课程以化学热力学、化学动力学、电化学、表面化学和胶体化学为基本结构，主要内容有化学热力学第一、二、三定律、相平衡和化学平衡：电解质溶液、可逆电池的电动势、电解与极化作用：化学动力学基础一、二；表面化学和胶体化学。

通过对本课程的学习，一方面使学生掌握物理化学的基本知识，掌握处理问题的基本方法; 了解该研究领域的一些新进展，从而进一步扩人知识面，打好专业基础，加深对先行课程如无机化学、有机化学、分析化学的理解，做到知识面宽、基础深。

另一面进一步培养学生的独立工作能力，提高学生的自学能力，学习前人提出问题、考虑问题和解决问题的方法，逐步培养独立思考和独立解决问题的能力，以便在生产实践和科学研究中碰到问题时，能得到一些启发和帮助。

物理化学课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称: 物理化学（PhysicalChemistry）所属专业：材料化学课程类别：专业课课程性质：专业课（必选）学分： 3学分（54学时）（二）课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程；课程简介：物理化学又称理论化学，是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而找出化学运动中最具普遍性的基本规律的一门学科。

共包括4部分内容：第1部分，热力学。

内容包括：热力学第一定律、热力学第二定律、化学势、化学平衡、相平衡。

第2部分，电化学。

内容包括：电解质溶液、可逆电池电动势、不可逆电池过程。

第3部分，表面现象与分散系统。

内容包括：表面现象、分散系统。

第4部分，化学动力学。

内容包括：化学动力学基本原理、复合反应动力学。

目标与任务：使学生掌握物理化学基本概念及计算方法，同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。

这种训练和培养应贯穿在课堂教学的整个过程中，使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论，并结合具体条件用理论解决实际问题的方法。

先修课与后续相关课程：先修课：高等数学（微分、积分）、大学普通物理、无机化学、有机化学、分析化学后续相关课程：无。

（三）教材与主要参考书。

教材：物理化学简明教程，第四版，印永嘉等编，高等教育出版社出版.2007参考书目：[1] 付献彩主编，《物理化学》上、下册. 第五版.高等教育出版社出版.2006[2] 胡英主编,《物理化学》上、中、下册. 第一版，北京：高等教育出版社出版.2001[3] 宋世谟主编，《物理化学》上、下册，第四版.北京：高等教育出版社出版.2001[4] 物理化学简明教程例题与习题，第二版，印永嘉等编，高等教育出版社出版二、课程内容与安排绪论讲授，1学时。

第一章热力学第一定律1.1 热力学的研究对象1.2 几个基本概念1.3 能量守恒1.4 体积功1.5 定容及定压下的热1.6 理想气体的热力学能和焓1.7 热容1.8 理想气体的绝热过程1.9 实际气体的节流膨胀1.10 化学反应的热效应1.11生成焓及燃烧焓1.12反应焓与温度的关系（一）教学方法与学时分配讲授，8学时。