物理化学教学大纲
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《物理化学实验》课程教学大纲
课程代码: ABCL0108
课程中文名称: 物理化学实验
课程英文名称:Physical Chemistry Experimentation
课程学分数:1学分
课程学时数:16学时
授课对象:材料化学、无机非金属材料、材料物理、应用物理、环境工程
本课程的前导课程:无机化学实验,分析化学实验
一、实验课程简介
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系人手来探求化学变化基本规律的一门学科。
作为化学学科的一个分支,它主要是探讨和解决:化学变化的方向和限度问题、化学反应速度和机理问题,物理化学实验是物理化学课程的重要补充,是研究物质的物理化学性质、化学反应和相关过程规律的基本手段。
通过本课程的学习,使学生能比较系统地掌握物理化学实验方法和技术,增强学生的实验操作能力,培养其综合分析问题和解决问题的能力。
为了使学生做好每一个实验,并达到培养实事求是、严肃认真的科学作风以及培养能力和素质的目的,要求学生做到以下几点:
(1)学生在实验前要充分预习,了解实验目的、原理、仪器使用方法和实验操作过程,做到心中有数,在预习的基础上写出预习报告,其内容包括:实验目的和原理,简单的实验步骤,原始数据记录表格。
(2)记录实验数据和现象必须忠实、准确,不能随意涂抹数据,数据记录要表格化,字迹要整齐、清楚,保持一个良好的记录习惯是物理化学实验的基本要求之一。
(3)认真写出实验报告是本课程的基本训练。
它将使学生在实验数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和提高。
实验报告的质量,在很大程度上反映了学生的实际水平和能力。
二、实验项目的设置与要求
(一)实验安排。
“物理化学”课程简介及教学大纲课程代码:课程名称:物理化学课程类别:学科基础课总学时/学分:80 / 3+2 (其中含实验或实践学时:48 )开课学期:每学年第一和第二学期适用对象:化工类专业本科生先修课程:高等数学、普通物理学、无机化学、分析化学和有机化学内容简介:物理化学也称为理论化学,是化学的重要分支之一。
物理化学是用数学和物理学的方法研究化学中最具有普遍性的一般规律。
本课程介绍研究化学变化和相变化的平衡规律和化学反应的速率规律的宏观层次理论方法,从微观到宏观层次的研究方法和多相系统的研究方法等。
包括热力学三大定律和基本方程、统计热力学、多组分系统热力学、相平衡、化学平衡、电化学、化学反应动力学、表面现象和胶体等。
一、课程性质、目的和任务【课程性质】物理化学是学生在具备了必要的高等数学、普通物理、无机化学、分析化学等基础知识之后必修的理论基础课,是应用化学、化学工程、生物化学等专业的一门主干基础理论课程,同时也是后继化学专业课程的基础。
【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方法的框架,掌握热力学、动力学、电化学、统计热力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。
【教学任务】本课程共分十章:热力学第一定律、热力学第二定律、统计热力学初步、溶液理论、相平衡、化学平衡、电化学、化学动力学、表面现象、胶体化学。
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实际,着眼于前沿涉及的新思想和新方法。
二、课程教学内容及要求绪论§ 1物理化学的学科特点和发展史§2物理化学的研究内容和研究方法§ 3 必要的数学知识§4物理化学的学习方法和学习要求【基本要求】1. 了解学生的心理特点和学科特点,探讨物理化学的学习方法,使学生确立学好物理化学的信心。
物理化学教学大纲绪论(1学时)第一章热力学第一定律(11学时)§1. 热力学概述§2.热力学基本概念§3.热量定律§4.热力学第一定律§5.第一定律对理想气体体系的应用§6.第一定律对实际气体的应用§7. 第一定律对化学反应的应用----热化学第二章热力学第二定律(14学时)§1.卡诺循环§2. 热力学第二定律的经典表述§3. 熵的概念、第二定律的表达式§4.熵变的计算§5.熵的物理意义§6.亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能§7. 热力学基本关系式§8.ΔG的求算第三章溶液-多组分体系热力学(8学时)§1. 偏摩尔量与化学势§2. 混合气体中各组分的化学势§3. 稀溶液中的两个经验定律§4. 稀溶液中各组分的化学势§5. 稀溶液的依数性质第四章相平衡(10学时)§1.基本概念§2.相律§3.单组分体系§4.纯物质相变热与温度的关系§5.蒸气压与外压的关系§6.二级相变§7.二组分体系第五章化学平衡(6学时)§1. 化学反应的方向与限度§2. 平衡常数的测定与平衡常数及其求算§3. 各类反应体系的平衡常数及其求算§4. 温度对平衡常数的影响§5. 其它因素对化学平衡的影响§6. 同时平衡第六章化学动力学基础(14学时)§1. 基本概念§2. 浓度对反应速率的影响、反应级数§3. 温度对反应速率的影响§4. 基元反应速率理论----碰撞理论、过渡态理论、单分子反应理论§5. 典型复杂反应动力学§6. 链反应§7. 催化反应§8. 光化学反应§9. 溶液中的反应§10. 分子反应动态学第七章电化学(14学时)§1. 离子的迁移§2. 电导§3. 离子的活度§4. 强电解质溶液理论Debye-Huchel公式§5. 可逆电池、可逆电极§6. 可逆电池热力学§7. 电极电势、电池电动势§8. 液接电势和浓差电势§9. 电解与极化作用§10. 金属的腐蚀与防腐§11. 化学电源简介第八章表面物理化学(6学时)§1. 表面张力、表面自由能§2. 液体压力与表面曲率的关系§3. 吸附§4. 表面活性剂及其应用§5. L-B膜与自组装膜第九章胶体与大分子溶液(6学时)§1. 溶胶的制备与净化§2. 溶胶的动力性质及光学性质§3. 溶胶的电学性质§4. 溶胶的聚沉与稳定性§5. 大分子溶液的性质第十章统计热力学(10学时)§1. 引言§2. 波兹曼分布定律§3. 最可几分布与平衡分布§4.配分函数§5. 各配分函数的计算§6. 配分函数对热力学函数的贡献§7. 单粒子的分子配分函数及求算。
《物理化学》教学大纲一、课程基本信息课程名称:物理化学课程类别:专业基础课课程学分:X学分课程总学时:X学时二、课程的性质、目的和任务(一)课程性质物理化学是化学学科的一个重要分支,是化学专业及相关专业学生必修的一门基础课程。
它运用物理学的原理和方法,研究化学变化的基本规律,是连接无机化学、有机化学、分析化学等基础学科与化工原理、化学工艺学等应用学科的桥梁。
(二)课程目的通过本课程的学习,使学生系统地掌握物理化学的基本概念、基本原理和基本方法,培养学生运用物理化学的理论和方法分析和解决化学问题的能力,为后续课程的学习和今后从事化学及相关领域的研究、开发和生产工作打下坚实的基础。
(三)课程任务1、使学生掌握热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律的基本内容,能够熟练运用热力学方法计算化学反应的热效应、熵变、焓变和自由能变化,判断化学反应的方向和限度。
2、使学生掌握多组分系统热力学的基本概念和基本定律,能够熟练运用相律分析相平衡问题,掌握单组分和双组分系统的相图及其应用。
3、使学生掌握化学平衡的基本原理,能够熟练运用化学平衡常数计算平衡组成,了解温度、压力、浓度等因素对化学平衡的影响。
4、使学生掌握电化学的基本概念和基本定律,能够熟练运用能斯特方程计算电极电势和电池电动势,了解电解、电镀、原电池等电化学过程的基本原理和应用。
5、使学生掌握化学动力学的基本概念和基本定律,能够熟练运用反应速率方程和反应级数计算反应速率,了解温度、浓度、催化剂等因素对反应速率的影响,掌握简单级数反应的动力学特征和反应机理的推测方法。
6、使学生掌握表面化学和胶体化学的基本概念和基本原理,了解表面活性剂、吸附、乳化、胶体的稳定性等表面化学和胶体化学现象的本质和应用。
三、课程教学的基本要求(一)知识要求1、掌握物理化学的基本概念、基本原理和基本公式,如热力学函数、相律、化学平衡常数、电极电势、反应速率常数等。
2、理解物理化学基本原理的推导过程和物理意义,能够运用物理化学原理分析和解决实际问题。
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。
物理化学教学大纲一、引言物理化学是化学科学的一个重要分支,研究物质的物理性质和化学变化之间的关系。
作为大学化学专业的一门核心课程,物理化学教学对学生的学术发展至关重要。
本教学大纲旨在提供一套合理、系统的物理化学课程框架,并说明在这一课程中的学习目标、教学内容、学时安排以及评估方法。
二、课程设置1. 课程名称:物理化学2. 学时安排:共计72学时- 理论课程:48学时- 实验课程:24学时3. 授课方式:理论课程以讲授为主,辅以互动讨论;实验课程以实验操作为主,辅以实验报告撰写。
4. 先修课程:无(但建议具备一定的基础化学知识)三、课程学习目标1. 掌握物理化学的基本概念和基础理论,熟悉常见物理化学实验方法;2. 能够理解和解释化学反应的动力学、热力学以及量子化学的基本原理;3. 具备设计和实施物理化学实验的能力,并能正确解释实验结果;4. 培养学生的逻辑思维、实验观察和问题解决能力;5. 培养学生的科学研究意识和文献检索能力,能够阅读和理解相关学术论文。
四、教学内容安排1. 基础理论介绍(8学时)- 1.1 物理化学的定义和发展历史- 1.2 物质的基本性质和分类- 1.3 物理化学实验方法和常用仪器设备- 1.4 物理化学中的数学工具2. 热力学(16学时)- 2.1 理想气体状态方程- 2.2 热力学第一定律和第二定律- 2.3 理想气体混合与溶液- 2.4 化学反应的热力学原理- 2.5 热力学平衡和影响因素3. 动力学(12学时)- 3.1 化学反应速率和速率方程 - 3.2 反应平衡和反应机制- 3.3 催化剂在化学反应中的作用 - 3.4 电化学反应和电解过程4. 量子化学(12学时)- 4.1 粒子的波动性和粒子性- 4.2 量子力学基本原理- 4.3 原子结构和周期表- 4.4 化学键的量子化学解释5. 物理化学实验(24学时)- 5.1 基本实验技能培养- 5.2 热力学实验- 5.3 动力学实验- 5.4 量子化学实验五、教学方法与评估方式1. 教学方法- 理论课程采用讲授、讨论和案例分析相结合的方式;- 实验课程采用实验操作、实验报告撰写和结果分析三结合的方式。
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(I)》教学大纲学分:2 学时:32课程性质:必修适用专业:化学工程与工艺、环境工程、环境科学大纲执笔人:俞英院(系)、部负责人:郭绪强、汪树军一、课程目的与任务物理化学课程由物理化学I和物理化学II两部分组成。
其中物理化学I主要为热力学。
本课程系统介绍了化学热力学的基本理论,它主要包含化学变化和相变化的平衡规律。
物理化学是化学化工类专业的一门必修基础课,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程教学的整个过程中,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,并结合具体条件应用理论解决实际问题的方法。
二、课程基本要求物理化学课程的学习重在掌握物理化学的研究方法,通过课程学习,除了了解物理化学基本原理和有关化学过程和物理变化过程的一般规律,重要的是使学习者掌握利用课程介绍的基本方法分析和解决工程和科学研究以及日常生活中的有关问题,从理论上梳理和建构在其他有关课程以及日常积累的化学知识,形成较为完整的化学理论框架,用以指导有关化学问题的思考并为有关的后续化工基础课程学习奠定知识基础。
物理化学I要求学生系统掌握热力学的基本理论和研究方法,学会利用热力学原理分析和理解化学变化和相变化过程的基本规律,并了解热力学分析和解决问题的一般过程。
三、教学内容、教学方法及学时安排绪论:(0.5学时)教学方法:课堂讲授物理化学课程的内容学习物理化学的要求与方法物理量的表示及运算第一部分:热力学教学方法:课堂讲授,习题辅导第一章气体的p-V-T特性(3.5学时)理想气体的状态方程及微观模型低压气体的行为─分压定律和分体积定律实际气体的分子间力与P-V-T性质实际气体的状态方程(范德瓦尔方程、维里方程)实际气体的液化和临界性质对应态原理与压缩因子图第二章热力学第一定律(10学时)(一)热力学第一定律偏微分的意义及运算基本概念与术语(系统、环境、性质、状态、状态函数、过程、功、热、内能)热力学第一定律(热力学第一定律、理想气体的内能)恒容热、恒压热、焓(二)过程热的计算摩尔热容(C p,m、C v,m)相变焓、溶解焓与稀释焓标准摩尔反应焓(摩尔反应焓、物质的标准态、标准摩尔反应焓)标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓及化学反应热的计算离子的标准摩尔生成焓(溶质的标准态、离子的标准摩尔生成焓)(三)可逆体积功的计算可逆绝热过程及过程功的计算(四)实际气体的内能和焓焦耳-汤姆生效应、实际气体的内能与焓(T、P对U、H影响)第三章热力学第二定律(10学时)卡诺循环与卡诺定理过程可能性的共同判据(自动发生过程的共同特征、过程的推动力)热力学第二定律(热温商判据、第二定律的表述)熵(熵概念导出、克劳修斯不等式、熵增原理、熵判据)理想体系的熵变计算第三定律与规定熵亥姆霍兹函数与吉布斯函数(导出、意义与判据)热力学基本方程与Maxwell关系式热力学基本方程在P-V-T过程中应用──Clapeyron方程第四章多组分系统热力学(8学时)多组分系统组成表示法拉乌尔定律及微观解释亨利定律及微观解释多组分体系组成变化对热力学函数的贡献──偏摩尔量化学势(化学势定义、化学势判据、i.g化学势及标准态、r.g化学势及标准态)理想液态混合物(理想液态混合物的宏观和微观特征、化学势及标准态、混合物性)理想稀溶液(稀溶液中溶剂、溶质化学势、溶质化学势的应用──分配定律)稀溶液的依数性、逸度与逸度系数、活度与活度系数四、推荐教材及主要参考书1、物理化学,傅献彩等编,高等教育出版社,2001年。
物理化学教学大纲(打印)第一篇:物理化学教学大纲(打印)物理化学教学大纲三)教学的重点、难点1.重点:化学热力学、化学动力学、电化学、统计热力学。
2.难点:状态函数间的关系及特定条件下的意义;如何用化学势解决物理及化学变化;可逆电池的理解。
(四)知识范围及与相关课程的关系物理化学主要解决:① 化学变化的方向和限度问题。
② 化学反应的速率和机理问题。
为能够定性解释和通过定量计算解决上述问题,必须有一定的无机化学、有机化学、分析化学、高等数学、普通物理的基础知识,通过本课程的学习可提高对前面知识的认识,从而提高分析问题和解决问题的能力。
(五)教材及教学参考书的选用1、《物理化学》(上、下),傅献彩、沈文霞、姚天扬(南京大学物理化学教研室),高等教育出版社,1990。
2、《物理化学简明教程》,印永嘉、奚正楷(山东大学),李大珍(北京师范大学),高等教育出版社,1992。
3、《物理化学》,韩德刚、高执棣、高盘良,高等教育出版社,2001。
4、《物理化学电子教案》,南京大学,高等教育出版社、高等教育电子音像出版社。
5、《物理化学—概念辨析²解题方法》,范崇正、杭瑚、蒋淮渭,中国科学技术大学出版社,2002。
6、《物理化学解题指导》,孙德坤、沈文霞、姚天扬(南京大学化学化工学院),江苏教育出版社,1997。
二、课程内容绪论主要内容:1.物理化学的内容、特点及学习方法。
2.物理化学的发展趋势。
3.物理化学在国民经济中的作用。
学时:1 第一章:热力学第一定律教学目的和要求:1.明确热力学中最基本的概念,如体系与环境、平衡状态、过程与途径、状态函数、功和热、内能、焓及标准生成热等。
2.掌握各种过程的Q和W计算方法。
3.根据状态函数的特点,掌握ΔU、ΔH的计算方法及化学反应热的计算。
4.*了解气体液化的原理。
主要内容: 1.热力学概论热力学的内容、方法和特点。
2.热力学的基本概念体系和环境、热力学平衡态、状态与状态函数、强度性质与广度性质、过程与途径、热量和功、可逆过程。
物理化学教学大纲一、课程背景和目标物理化学是物理学和化学的交叉学科,旨在研究和解释物质的性质和变化规律。
本课程的目标是使学生掌握物理化学的基础知识和实验技能,培养他们的科学思维和问题解决能力。
二、课程内容1. 热力学- 热力学基础概念- 热力学定律和方程- 热力学过程和熵- 化学动力学和平衡2. 量子化学- 量子力学基本原理- 原子结构和光谱学- 分子结构和化学键- 量子力学在化学中的应用3. 统计力学- 统计力学基本概念- 理想气体和非理想气体- 热力学性质的统计解释4. 电化学- 电化学基础概念- 电池和电解质溶液- 电化学动力学和电化学反应机理5. 分子光谱学- 分子光谱基本原理- 基于分子光谱的结构分析- 分子光谱在分析化学中的应用三、教学方法1. 授课教学教师采用讲授、示范等方式,结合多媒体技术进行知识传授,并通过例题和实例分析加深学生对知识的理解。
2. 实验教学通过实验教学,培养学生的实验技能和科学精神,加深对物理化学理论的理解和应用能力。
3. 研讨讨论鼓励学生参与课堂研讨和问题讨论,培养他们的团队合作和批判性思维能力。
四、教学评估与考核1. 作业与小测验定期布置练习和小测验,对学生的知识掌握情况进行评估。
2. 实验报告要求学生按要求撰写实验报告,评估其实验设计和实验结果分析的能力。
3. 期中考试和期末考试在课程中设置期中考试和期末考试,考核学生对所学知识的综合理解和应用能力。
五、参考教材- Atkins, P.W., de Paula, J. Physical Chemistry. Oxford University Press.- Levine, I.N. Physical Chemistry. McGraw-Hill Education.- McQuarrie, D.A., Simon, J.D. Physical Chemistry: A Molecular Approach. University Science Books.六、课程要求和学习建议1. 准时上课,积极参与课堂讨论和活动。
《物理化学》课程教学大纲一、课程教学目的与任务该课程作为药学专业的一门专业基础课,其理论与实验方法已渗透到药学学科的各个领域,为药学的发展提供了重要基础。
本课程的任务是学习物理化学的基本原理,掌握化学反应平衡规律和速率规律。
通过本课程的学习,学生应该掌握必需的物理化学基本原理,并能用以分析和解决与化学有关的实际问题,为学习药学专业课程打下基础。
二、理论教学的基本要求了解三组分体系组成表示法,三组分体系相图的特征及其的应用,反应速度理论,对酶反应动力学和光化学反应初步有所认识。
了解表面活性剂的重要作用,溶胶的动力性质、光学性质及其稳定性;理解多组分体系偏摩尔量的意义,电池电动势和热力学函数之间的关系。
会应用Nernst公式计算电极电势和电动势。
了解电导测定、电动势测定的应用。
搞懂弯曲液面的性质,熟悉胶体分散体系的基本特征;理解溶胶的电学性质;掌握热力学第一定律、第二定律和第三定律的内容,掌握相平衡、电导率、摩尔电导率、电极电位、电池电动势、反应速度、反应级数、活化能、催化等基本概念。
三、实践教学的基本要求(无)五、教学内容第一章绪论教学目的和要求:了解物理化学的内容、研究方法和发展简史,知道物理化学在国民经济中的作用和如何学习物化课程。
教学重点:如何学习物化课程。
教学难点:物理化学与药学的关系。
教学内容:物理化学的内容、研究方法和发展简史;介绍基础物理化学的主要内容,分化学热力学、化学动力学、电化学及胶体界面化学简单回顾学科发展历史并做展望;物理化学在国民经济中的作用;如何学习物化课程。
第二章 热力学第一定律教学目的和要求:熟悉热力学的一些基本概念。
熟悉热力学第一定律及热力学能的概念。
掌握热和功只有在系统与环境间有能量交换时才有意义。
掌握状态函数的概念和特性,掌握热力学能和焓都是状态函数。
熟悉准静态过程与可逆过程的意义和特点。
掌握热力学第一定律的各种计算方法。
了解节流膨胀的概念和意义。
掌握应用赫斯定律、生成焓及燃烧焓计算反应热的方法。
了解溶解热及稀释热的定义和概念。
熟悉反应热与温度的关系,并能应用基尔霍夫定律求算各种温度下的反应热。
教学重点:热力学基本概念。
热力学第一定律及热力学能的概念。
各种过程Q 、W 、U ∆和H ∆的计算方法。
化学反应热效应的定义和计算方法。
教学难点:状态函数、热和功、可逆过程概念和意义、理想气体绝热过程。
理想气体各种过程Q 、W 、U ∆和H ∆的计算方法。
教学内容:热力学概论;热力学基本概念;热力学第一定律;可逆过程与体积功;焓;热容;热力学第一定律的应用;热化学;化学反应热效应的计算。
第三章 热力学第二定律教学目的和要求:理解热力学第二定律的建立过程。
掌握状态函数特性及在某变化中状态函数变量与特定过程函数关系。
掌握克劳修斯不等式基础上得出的对某变化可逆性判断或不可逆程度的度量。
理解如何从可逆性判据演变成特定条件下的平衡判据,并用以确定过程的方向和限度。
掌握理想气体在变化中状态函数及过程函数的计算。
掌握在相变化中(可逆、不可逆)状态函数及过程函数的计算。
理解热力学第三定律及规定熵的意义。
掌握在化学变化中标准状态函数的计算和意义。
理解多组分体系偏摩尔量的意义,了解非平衡态热力学。
教学重点:掌握热力学第二定律,学会判断变化过程的可逆性与不可逆性,以及在此基础上掌握特定条件下的平衡判据。
掌握变化过程中状态函数与过程函数的计算。
理解多组分体系偏摩尔量的意义,化学势的意义和应用。
教学难点:应用热力学第二定律判断过程的可逆与不可逆性;熵变的计算;熵函数的物理意义;各种变化过程吉布斯能等状态函数的计算;自发变化方向和限度的判据;热力学函数之间的关系;区别偏摩尔量和化学势。
教学内容:自发过程的特征;热力学第二定律;卡诺循环;卡诺定理;熵;熵变的计算;熵函数的物理意义。
第四章 多组分系统热力学教学目的和要求:掌握各种浓度的定义和应用。
掌握偏摩尔量的概念,掌握化学势的概念,了解温度、压力对化学势的影响。
熟悉组分可变的系统的热力学基本关系式,掌握多组分系统的化学势判据,了解其在化学平衡和相平衡中的应用。
掌握稀溶液中的Raoult 定律和Henry 定律及应用,了解逸度和逸度系数概念。
熟悉稀溶液中溶剂和溶质的化学势表示。
了解真实溶液的化学势表示。
教学重点:偏摩尔量和化学势概念;活度、逸度概念,组分化学势标准态和表达式;稀溶液的经验定律;稀溶液的依数性和分配定律。
教学难点:组分化学势标准态和应用表达式的相关计算;稀溶液蒸气压的相关计算。
教学内容:多组分系统和组成表示法;偏摩尔量;化学势;稀溶液中的两个经验定律;气体混合物中各组分的化学势;液态混合物、稀溶液、真实溶液中组分的化学势;稀溶液的依数性;分配定律。
第五章化学平衡教学目的和要求:掌握化学平衡的条件。
掌握化学平衡等温方程式和平衡常数,理解标准平衡常数以及标准平衡常数与化学反应标准反应吉布斯能变化的关系。
理解平衡常数和标准平衡常数的表示法。
掌握平衡常数的测定方法和平衡转化率的计算方法。
理解标准状态下反应的吉布斯能变化和化合物的标准吉布斯能。
掌握温度对平衡常数的影响,理解吉布斯能变化随温度的关系。
了解反应的耦合原理和生命体内的平衡过程。
教学重点:化学平衡条件的推导和化学平衡位置的确定。
化学反应等温方程式和标准平衡常数及其方向和限度的判别。
平衡常数的测定方法和化学反应的限度。
化合物的标准生成吉布斯能与标准状态下反应的吉布斯能变化。
教学难点:化学平衡的条件的推导和化学反应等温方程式与反应方向和限度的判别。
各种平衡常数的表示及相互关系。
教学内容:化学反应的平衡条件;化学反应等温方程式和平衡常数;平衡常数的表示法;平衡常数的测定方法和化学反应的限度;标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能;温度对平衡常数的影响;其它因素对平衡的影响。
第六章相平衡教学目的和要求:熟悉相、组分数和自由度的概念,掌握相律的物理意义及其在相图中的应用。
掌握克氏方程及其在单组分体系中的应用及各种计算。
能根据相图绘制冷却曲线,或根据冷却曲线绘制简单的相图。
教学重点:相律及其应用。
水的相图和应用,单组分系统二相平衡时T-p的定量关系式的应用。
教学难点:相律公式计算结果的解释。
各种相图的理解,通过相图解释在温度、压力及组成变化时物态的变化,二相区自由度f*=1的理解。
教学内容:相律;单组分系统;完全互溶双液系统;部分互溶和完全不互溶的双液系统。
第七章电化学教学目的和要求:理解电解质溶液的导电机理。
掌握相关的计算。
理解电导与离子浓度的关系、离子独立运动定律,掌握有关计算和应用。
掌握可逆电池的基本概念和电池的书写规则。
了解电池电动势的产生机理。
理解可逆电池电动势和电极电势的测定原理,掌握它们的计算和有关的应用。
教学重点:电解质溶液的导电机理及导电能力的表征。
电导测定的应用。
可逆电池热力学。
电池电动势的测定及应用。
教学难点:原电池设计。
可逆电池电动势的测定与应用。
教学内容:电解质溶液的导电性质;电解质溶液的电导;电解质溶液电导测定的应用;原电池;可逆电池热力学;电极电势和电池的电动势。
第八章化学动力学教学目的和要求:掌握基元反应、总包反应、反应级数、反应分子数等基本概念。
掌握简单级数反应的微分和积分速率方程及确定反应级数的方法。
掌握温度对反应速率的影响及预测药物贮存期的基本方法;熟悉催化作用的基本概念;了解典型的复杂反应、链反应、光化反应和溶液中的反应的基本特征,了解酸碱催化和酶催化的基本原理。
了解碰撞理论和过渡态理论的要点,了解快速反应研究技术的基本原理。
教学重点:基元反应、总包反应、反应级数、反应分子数、反应速率和反应速率常数等基本概念的理解;掌握简单级数反应的微分和积分速率方程;掌握温度对反应速率的影响;活化能的概念。
教学难点:反应级数、反应分子数的理解;确定反应级数;复杂反应中常用的近似处理方法。
教学内容:反应速率的表示方法及其测定;基元反应;反应速率方程;简单级数反应的速率方程;反应级数的确定;温度对反应速率的影响;典型的复杂反应;光化反应。
第九章表面现象教学目的和要求:掌握表面吉布斯能与表面张力的基本概念和有关计算,掌握拉普拉斯公式和开尔文公式,掌握判断固体表面润湿的标准以及固体表面吸附的基本理论、常用公式及应用;熟悉弯曲液面的性质;了解影响表面吉布斯能的主要因素,了解液-液界面性质,了解固体表面润湿的几种类型,了解溶液表面性质。
教学重点:物质的比表面,表面吉布斯能和表面张力。
教学难点:表面吉布斯能和表面张力的概念,运用表面吉布斯能和表面张力的概念分析表面现象。
弯曲液面的附加压力及蒸气压的改变。
教学内容:表面积与表面吉布斯能;弯曲表面的性质;铺展与润湿。
第十章胶体分散系统教学目的和要求:掌握表面吉布斯能与表面张力的基本概念和有关计算。
熟悉胶体分散系统的分类、基本特征和制备方法,了解纳米粒子的基本知识。
教学重点:胶体分散系统的主要特征。
溶胶的动力性质、光学性质、电学性质。
教学难点:溶胶动力性质公式的推导。
教学内容:溶胶的分类和基本特性;溶胶的制备和净化;溶胶的动力性质。
第十一章大分子溶液教学目的和要求:了解大分子溶液与溶胶性质的异同点;熟悉大分子的平均摩尔质量的表示方法及常用的测定方法。
教学重点:大分子的平均摩尔质量。
大分子溶液的粘度。
唐南平衡。
教学难点:唐南平衡。
教学内容:大分子的结构及平均摩尔质量;大分子的溶解特征及在溶液中的形态;大分子溶液的渗透压;大分子溶液的光散射。
六、考核方式及成绩评定本课程考核方式:考试本课程成绩构成比例:课程总成绩=平时成绩10%+作业成绩20%+期末考试成绩70% 七、推荐使用教材及主要教学参考书推荐使用教材:李三鸣,邵伟,崔黎丽,刘艳,物理化学(第七版),北京:人民卫生出版社,2011主要参考书:[1] 胡英,吕瑞东,刘国杰,叶汝强,物理化学(第四版),北京:高等教育出版社,1999[2] 韩德刚,方执棣,高盘良,物理化学(第一版),北京:高等教育出版社,2001[3] 傅献彩,沈文霞,姚天扬,物理化学(上、下册)(第四版),北京:高等教育出版社,1990[4] 傅玉普,郝策,曹殿学,多媒体物理化学(第一版),大连:大连理工大学出版社,1998[5] 高盘良,物理化学学习指南,北京:高等教育出版社,2002[6] 朱文涛,物理化学,北京:清华大学出版社,1995[7] 吕瑞东等,化学热力学题解,上海:上海科技文献出版社,1985八、课程有关说明物理化学是一门边缘学科,授课过程中既与化学、化工专业的其它专业课程关系紧密,又与数学和物理难以分开,还涉及生命科学、材料科学、能源科学等领域。
物理化学课程通过热力学、动力学的学习,使学生掌握一般物理化学变化的方法,物理化学是一门逻辑推理性很强的学科,必须勤于思考,并且认真推理。