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文檔簡介
1、11物理化學課程教學大綱根據 2015版化工類本科培養(yǎng)計劃英文課程名稱: Physical Chemistry I課程編號: B043022總學時: 80總學分: 5 先修課程:高等數學、概率與統(tǒng)計、大學物理、無機化學、分析化學、有機化學等 適用專業(yè):應用化學、化學工程、制藥、材料、材化、生物、生技、食品、輕化工等 開課單位:化學工程學院 物理化學教研室執(zhí)筆人: 審校人:一、課程教學內容緒論物理量的物理化學課的目的和基本內容; 學習物理化學的要求及方法; 物理化學量的表示及運算: 表示;對數中的物理量;量值計算。第一章 氣體的 P V T 關系第一節(jié) 理想氣體的狀態(tài)方程 理想氣體狀態(tài)方程;理想
2、氣體模型;摩爾氣體常數。第二節(jié) 理想氣體混合物 混合物的組成;理想氣體狀態(tài)方程對理想氣體混合物的應用;道爾頓定律;阿馬加定律。第三節(jié)真實氣體的液化與臨界參數 液體的飽和蒸氣壓;臨界參數;真實氣體的 p Vm 圖及氣體的液化。第四節(jié) 真實氣體的狀態(tài)方程真實氣體的 p Vm 圖及波義爾溫度;范德華方程;維里方程;其他重要方程舉例。第五節(jié) 對應狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖 壓縮因子;對應狀態(tài)原理;普遍化壓縮因子圖。第二章 熱力學第一定律第一節(jié)熱力學基本概念及術語 系統(tǒng)和環(huán)境;狀態(tài)和狀態(tài)函數;過程和途徑。第二節(jié) 熱力學第一定律功;熱;熱力學能;熱力學第一定律。第三節(jié) 恒容熱、恒壓熱及焓恒容熱;恒壓熱;焓
3、; QvU,QPH 兩關系式的意義。第四節(jié) 摩爾熱容 熱容;氣體恒容變溫過程;氣體恒壓變溫過程;凝聚態(tài)物質變溫過程。 焦爾實驗;焦爾實驗的討論;理想氣體的熱力學能;理想氣體的焓。第五節(jié) 相變焓相變焓;相變焓與溫度的關系。第六節(jié) 化學反應焓化學計量數;反應進度;摩爾反應焓;標準摩爾反應焓。第七節(jié) 標準摩爾反應焓反應焓的計算由標準摩爾生成焓及由標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應焓; 標準摩爾燃燒焓及由標準摩爾燃燒焓 計算標準摩爾反應焓; 標準摩爾反應焓隨溫度的變化 基希霍夫公式; 恒容反應熱與恒壓反應熱之間的 關系;燃燒和爆炸反應的最高溫度。第八節(jié) 可逆過程與可逆體積功 可逆?zhèn)鳠徇^程;氣體可逆膨脹壓縮
4、過程;理想氣體恒溫可逆過程;理想氣體絕熱可逆過程。第九節(jié) 節(jié)流膨脹與焦耳 - 湯姆遜效應焦耳 -湯姆遜實驗;節(jié)流膨脹的熱力學特征及焦耳-湯姆遜系數。第三章 熱力學第二定律第一節(jié) 熱力學第二定律 自發(fā)過程舉例;自發(fā)過程逆向進行必須消耗功;自發(fā)過程的共同特征;熱力學第二定律。第二節(jié) 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾定理;卡諾定理的推論;第三節(jié) 熵與克勞修斯不等式 熵;熵的物理意義;克勞修斯不等式;熵判據 熵增原理。第四節(jié) 熵變的計算 環(huán)境熵變的計算;凝聚態(tài)物質變溫過程熵變的計算;氣體恒容變溫、恒壓變溫過程熵變的計算; 理想氣 體 pVT 變化過程熵變的計算;可逆相變;不可逆相變。第五節(jié) 熱力學第三定律和化學
5、變化過程熵變的計算 能斯特熱定理; 熱力學第三定律;規(guī)定熵和標準熵;標準摩爾反應熵的計算;標準摩爾反應熵隨溫度的 變化。第六節(jié) 亥姆霍茲函數和吉布斯函數 亥姆霍茲函數;吉布斯函數;對亥姆霍茲函數判據和吉布斯函數判據的說明;恒溫過程亥姆霍茲函 數變和吉布斯函數變的計算。第七節(jié) 熱力學基本方程和麥克斯韋關系式熱力學基本方程;由熱力學基本方程計算純物質 pVT 變化過程的 A, G;吉布斯亥姆霍茲方 程;麥克斯韋關系式熱力學函數關系式的推導和證明。第八節(jié) 熱力學第二定律在單組份系統(tǒng)相平衡中的應用克拉佩龍方程;固 -液平衡、固 -固平衡積分式;液 -氣、固 -氣平衡的蒸汽壓方程 克勞修斯 -克拉佩 龍
6、方程;外壓對液體飽和蒸汽壓的影響。第四章 多組分系統(tǒng)熱力學多組分系統(tǒng)熱力學 第一節(jié) 偏摩爾量問題的提出;偏摩爾量;偏摩爾量的測定法舉例;偏摩爾量與摩爾量的差別;吉布斯-杜亥姆方程;偏摩爾量之間的函數關系。第二節(jié) 化學勢 多組分單相系統(tǒng)的熱力學公式;多組分多相系統(tǒng)的熱力學公式;化學勢判據及應用舉例。第三節(jié) 氣體組分的化學勢 純理想氣體的化學勢;理想氣體混合物中任一組分的化學勢。第四節(jié) 逸度與逸度因子 逸度與逸度因子;逸度因子的計算及普遍化逸度因子圖;路易斯蘭德爾逸度規(guī)則。第五節(jié) 拉烏爾定律和亨利定律 拉烏爾定律;亨利定律;拉烏爾定律和亨利定律的微觀解釋;拉烏爾定律和亨利定律的對比。第六節(jié) 理想液
7、態(tài)混合物 理想液態(tài)混合物;理想液態(tài)混合物中任一組分的化學勢:理想液態(tài)混合物的混合性質。第七節(jié) 理想稀溶液溶劑的化學勢; 溶質的化學勢; 其他組成標度表示的溶質的化學勢;溶質化學勢表示式的應用。 舉 例分配定律第八節(jié) 活度及活度因子真實液態(tài)混合物;真實溶液第九節(jié) 稀溶液的依數性溶劑蒸汽壓下降;凝固點降低(析出固態(tài)純溶劑) ;沸點升高(溶質不揮發(fā)) ;滲透壓。第五章 化學平衡第一節(jié) 化學反應的方向及平衡條件 摩爾反應吉布斯函數與化學反應親和勢;摩爾反應吉布斯函數與反應進度的關系,平衡條件。第二節(jié) 理想氣體反應的等溫方程及標準平衡常數 化學反應的等溫方程; 標準平衡常數; 有純凝聚態(tài)物質參加的理想氣
8、體化學反應; 相關化學反應標 準平衡常數之間的關系;標準平衡常數K? 的測定;平衡組成的計算;其它平衡常數。第三節(jié) 平衡常數及平衡組成的計算第四節(jié) 溫度對標準平衡常數的影響范特霍夫方程; rHm? 為定值時范特霍夫方程的積分式; rHm? 為溫度的函數時范特霍夫方程的積 分式。第五節(jié) 其它因素對理想氣體化學平衡的影響 壓力對平衡轉化率的影響;惰性組分對平衡轉化率的影響;反應物的摩爾比對平衡轉化率的影響。* 第六節(jié) 同時反應平衡組成的計算第七節(jié) 真實氣體反應的化學平衡 常壓下液態(tài)混合物中的化學平衡;常壓下液態(tài)溶液中的化學平衡。第六章 相平衡第一節(jié) 相律 自由度數;相律的推導;組分數;幾點說明;相
9、律的意義。第二節(jié) 單組分系統(tǒng)的相平衡水的平衡實驗數據;水的相圖;相圖的說明 第三節(jié) 二組分理想液態(tài)混合物的氣液平衡相圖壓力 -組成圖;溫度 -組成圖第四節(jié) 二組分真實液態(tài)混合物的氣液平衡相圖蒸汽壓 -液相組成圖;壓力 -組成圖;溫度 -組成圖;小結* 第五節(jié) 精餾原理第六節(jié) 二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)及完全不互溶系統(tǒng)的氣液平衡相圖 部分互溶液體的相互溶解度;共軛溶液的飽和蒸汽壓;部分互溶系統(tǒng)的溫度-組成圖;完全不互溶系統(tǒng)的溫度 -組成圖第七節(jié) 二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)的液固平衡相圖 相圖的分析;熱分析法;溶解度法第八節(jié) 生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖 生成穩(wěn)定化合物系統(tǒng);生成不穩(wěn)定化合物系統(tǒng)第九節(jié) 二
10、組分固態(tài)互溶系統(tǒng)的液固平衡相圖固態(tài)完全互溶系統(tǒng);固態(tài)部分互溶系統(tǒng)第七章 電化學第一節(jié) 電極過程、電解質溶液及法拉第定律 電解質溶液的導電機理;法拉第定律第二節(jié) 離子的遷移數離子遷移數的定義;離子遷移數的測定方法第三節(jié) 電導、電導率和摩爾電導率定義; 電導的測定; 摩爾電導率與濃度的關系;離子獨立運動定律和離子的摩爾電導率;電導測定 的應用第四節(jié) 電解質溶液的活度、活度因子及德拜 - 休克爾極限公式 平均離子活度和平均離子活度因子;離子強度;德拜-休克爾極限公式第五節(jié) 可逆電池及其電動勢的測定 可逆電池;韋斯頓標準電池;電池電動勢的測定第六節(jié) 原電池熱力學由可逆電動勢計算電池反應的摩爾吉布斯函數
11、變; 由原電池電動勢的溫度系數計算電池反應的摩爾 熵變;由電池電動勢及電動勢的溫度系數計算電池反應的摩爾焓變;計算原電池可逆放電時的反應熱; 能斯特方程第七節(jié) 電極電勢和液體接界電勢 電極電勢;液體接界電勢及其消除第八節(jié) 電極的種類第一類電極;第二類電極;氧化還原電極第九節(jié) 原電池設計舉例第十節(jié) 分解電壓第十一節(jié) 極化作用電極的極化;測定極化曲線的方法;電解池與原電池極化的差別第十二節(jié) 電解時的電極反應第八章 界面現象第一節(jié) 界面張力 液體的表面張力、表面功及表面吉布斯函數;熱力學公式;界面張力及其影響因素第二節(jié) 彎曲液面的附加壓力及其后果 彎曲液面的附加壓力 拉普拉斯方程;微小液滴的飽和蒸汽
12、壓 - 開爾文公式;亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生 成第三節(jié) 固體表面物理吸附與化學吸附;等溫吸附;吸附經驗式-費羅因德利希公式;郎繆爾單分子層吸附理論及吸附等溫式;多分子層吸附理論;吸附熱力學第四節(jié) 液固界面 接觸角與楊氏方程;潤濕現象;固體自溶液中的吸附第五節(jié) 溶液表面 溶液表面的吸附現象;表面過剩與吉布斯吸附等溫式;表面活性物質在吸附層的定向排列;表面活性物質第九章 化學動力學基礎第一節(jié) 化學反應的反應速率及速率方程 反應速率的定義;基元反應和非基元反應;基元反應的速率方程 -質量作用定律,反應分子數;化 學反應速率方程的一般形式,反應級數;用氣體組分的分壓表示的速率方程第二節(jié) 速率方程的積分形式
13、零級反應;一級反應;二級反應; n 級反應;小結第三節(jié) 速率方程的確定 微分法;嘗試法;半衰期法第四節(jié) 溫度對反應速率的影響,活化能阿倫尼烏斯方程;活化能;活化能與反應熱的關系第五節(jié) 典型復合反應對行反應;平行反應;連串反應第六節(jié) 復合反應速率的近似處理法選取控制步驟法; 平衡態(tài)近似法; 穩(wěn)態(tài)近似法; 非基元反應的表觀活化能與基元反應活化能之間的 關系第七節(jié) 鏈反應 單鏈反應的特征;由單鏈反應的機理推導反應速率方程;支鏈反應與爆炸界限第八節(jié) 氣體反應的碰撞理論 氣體反應的碰撞理論第九節(jié) 勢能面與過渡態(tài)理論 勢能面;反應途徑;活化絡合物;艾林方程;艾林方程的熱力學表示式* 第十節(jié) 溶液中反應 溶
14、液對反應組分無明顯相互作用的情況 第十一節(jié) 光化學 光化反應的初級過程、次級過程和淬滅; 光化學定律;光化反應的機理與速率方程;溫度對光化反 應速率的影響;光化平衡 第十二節(jié) 催化作用的通性 引言;催化劑的基本特征;催化反應的一般機理及速率常數;催化反應的活化能 第十三節(jié) 酶催化反應 第十四節(jié) 多相催化反應 催化劑表面上的吸附;多相催化反應的步驟;表面反應控制的氣-固相催化反應動力學第十章 膠體化學 第一節(jié) 溶膠的制備 分散法;凝聚法;溶膠的凈化第二節(jié) 溶膠的光學性質丁鐸爾效應;瑞利公式;超顯微鏡與粒子大小的近似測定第三節(jié) 溶膠的動力性質 布朗運動;擴散;沉降與沉降平衡第四節(jié) 溶膠的電學性質
15、雙電層理論;溶膠的電動現象;溶膠的膠團結構第五節(jié) 溶膠的穩(wěn)定與聚沉 溶膠的經典穩(wěn)定理論 DLVO 理論;溶膠的聚沉第六節(jié) 乳狀液 乳狀液類型的鑒別;乳狀液的穩(wěn)定;乳狀液的去乳化二、習題課、課堂討論內容1、習題課( 1)要求學生分析本章的知識框架, 理論分析方法, 科學家科學研究的思路。 總結本章教學內容重點、 學習方法。(2)提出本章基本要求。(3)對本章基本概念及公式總結。(4)典型概念題、思考題及計算題思路分析與解答。2、討論課(1)將重點內容設計成與實際有關的問題,引導學生事先思考、自學,課堂分組討論;(2)分析本章內容科學研究思路;介紹課后應拓寬的知識、布置研究性探討問題小論文式作業(yè)題
16、。(3)提出課后要閱讀文獻和著作,要求學生寫讀后感。教學大綱說明書一、課程的性質與任務物理化學是化學化工類各專業(yè)本科學生的一門核心專業(yè)基礎理論課。 本課程的目的是在已學過一些 先行課的基礎上, 運用物理和數學的有關理論和方法進一步研究物質化學運動形式的普遍規(guī)律。 在大綱 中貫徹理論聯系實際與少而精原則, 使學生了解并掌握物理化學的基本原理與方法, 以增強他們在今后 的學習、生產與科學研究中分析問題與解決問題的能力。本課程主要包括化學熱力學、 電化學、 化學動力學、 表面現象和膠體化學的基本知識、 原理和方法。 通過課堂講授、自學、課堂討論、習題課、考試等教學環(huán)節(jié)達到目的,使學生達到各章中所提出
17、的基本 要求。為了培養(yǎng)學生的自主學習能力和科學創(chuàng)新能力, 講授基本內容應以問題為切入點, 采用啟發(fā)、 探究 式教學方式,側重使學生了解科學研究的方法、科學知識原理的應用方法, 在注意系統(tǒng)性的原則下, 著 重講解教材的重點與難點。對帶星號( * )的章節(jié),可按教學的實際情況取舍或作為課外閱讀材料。習題課、討論課是重要的教學環(huán)節(jié),教師必須予以重視,每章至少安排2-4 學時。物理化學實驗已作為一門獨立課程開設,不屬于本教學大綱的范圍。二、課程與其他課程的聯系與分工1. 物理化學又稱為理論化學,是整個化學化工類學科的理論基礎。在理工科的大學教學計劃中, 自然科學理論教學大致上有兩個層次:一是通用理論層
18、次,有數學、物理學、化學(含化學原理、無機 化學、有機化學、分析化學、生物化學) 、生物學、計算機科學等;二是專業(yè)理論層次。對于化學化工 類來說,物理化學正處于兩個層次之間, 它在通用層次的基礎上, 進一步系統(tǒng)地闡述化學的理論, 為后 繼專業(yè)課程如高等無機、高等有機、高等物化、化工原理,分離工程、反應工程、化學工藝學等,提供 更直接的理論基礎。 通過本課程的學習, 能夠幫助學生更加深刻地從本質上理解無機化學、 有機化學和 分析化學等領域的內容和知識原理; 為后續(xù)課程和發(fā)展能力 (自主學習的能力, 表述和應用知識的能力, 創(chuàng)新能力等 ) 打下堅實的基礎。因此可以說,在化學化工類教學計劃的各種自然
19、科學理論課程中,物理 化學課程居于承上啟下的樞紐地位。2. 物理化學作為化學的理論基礎,教學過程中,應貫徹“少而精、博而通”的教學原則,不斷注 入本學科前沿內容, 突出知識的應用。同時積極采用多媒體教學手段, 探究式教學模式,加大教學信息 量,拓寬學生的知識面,激發(fā)學習興趣,促使學生積極思考、主動探索問題,掌握科學研究的方法。對 于化工、材料、生工、環(huán)境等專業(yè)學生,由于學時所限,統(tǒng)計熱力學內容,可不列入教學基本要求。三、各章內容的基本要求及重點、難點緒論基本要求:明確物理化學課程的基本內容和任務;掌握物理化學的學習方法。第一章 氣體的 P V T 關系基本要求: 掌握理想氣體性質、 狀態(tài)方程及
20、基本定律;了解實際氣體的性質及范德華方程; 掌握臨 界狀態(tài)概念、對應狀態(tài)原理;了解 pVT 關系的普遍化計算方法。第二章 熱力學第一定律基本要求: 明確體系與環(huán)境、 強度性質與容量性質、 狀態(tài)與狀態(tài)函數、 過程與途徑、 熱力學平衡態(tài)、 可逆過程與不可逆過程、內能與標準生成焓等概念,掌握功、熱、焓、恒壓熱容、恒容熱容、焦耳湯 姆遜系數等定義;明確功和熱都是與過程相聯系的物理量,內能、 焓則為狀態(tài)函數。掌握狀態(tài)函數的全 微分性質及其應用; 掌握熱力學第一定律, 并能熟練地計算體系在相變過程、 理想氣體在自由膨脹過程、等溫過程、等容過程、絕熱過程、循環(huán)過程中的U 、 H、 Q及 W的值;明確可逆過程
21、概念與意義;掌握標準摩爾反應焓的概念及標準摩爾生成焓、 標準摩爾燃燒焓的定義, 掌握計算化學反應熱效應的方 法;了解熱力學第一定律對實際氣體的應用。重點: 系統(tǒng)熱力學性質, 狀態(tài)函數與全微分, 各類過程的熱與功計算, 內能與焓的性質, U與 QV、 H與QP的關系,熱力學第一定律的應用,焦耳湯姆遜效應,反應進度與反應熱效應,利用生成焓和 燃燒焓等計算反應熱效應,基爾霍夫定律應用。難點:狀態(tài)函數與全微分, U與QV、H與QP的關系,理想氣體絕熱可逆和不可逆過程U、 H、Q、W的計算,焦耳湯姆遜效應,反應進度與反應熱效應,基爾霍夫定律及其應用。第三章 熱力學第二定律基本要求: 了解自發(fā)過程的共同特
22、征,明確熱力學第二定律的意義;了解卡諾循環(huán)的意義, 明確從 卡諾原理得出克勞修斯不等式和熵函數的邏輯推理,從而理解克勞修斯不等式的重要性與熵函數概念, 明確熵與熱溫商的區(qū)別和聯系; 了解熱力學第三定律的基本內容, 明確規(guī)定熵、 標準熵的概念及其計算、 應用; 理解熵的統(tǒng)計意義; 理解熵增原理。 掌握各種典型過程的熵變計算; 熟記并理解亥姆霍茲函數 A、 吉布斯函數 G的定義;明確每一熱力學函數只是在各自特定條件下才能作為過程進行方向與限度的判 據,并學會使用熵判據和吉布斯函數判據;能熟練計算一些簡單過程的S、G與A 值,并正確理解G與A在特定條件下的物理意義;能熟記熱力學基本關系式, 能熟練地
23、運用吉布斯亥姆霍茲公式; 掌握克拉貝龍方程和克拉貝龍 克勞修斯方程式的意義及應用。重點:熱力學第二定律表述,卡諾循環(huán)與卡諾定理,熵函數引出,熱溫商與熵變,熱力學第二定律 數學表達式,過程方向與限度判據,熵增加原理。熵的微觀本質,熱力學第三定律與反應熵變。封閉系 統(tǒng)簡單狀態(tài)變化、相變化和化學反應過程 S, A ,G的計算。熱力學基本方程,熱力學函數的一些 重要關系式,吉布斯亥姆霍茲公式??死慅埛匠毯涂死慅埧藙谛匏狗匠淌郊皯谩ky點:熵函數引出意義,熵的概念與熵增加原理,可逆過程設計與S計算,吉布斯函數的概念與應用,熱力學函數關系式及其證明。過程方向與限度判斷。第四章 多組分系統(tǒng)熱力學基本要求
24、: 掌握偏摩爾量與化學勢的概念和意義, 了解它們之間的區(qū)別; 掌握拉烏爾定律與亨利定 律及其應用; 理解氣體化學勢與標準態(tài); 明確氣體逸度的定義并了解逸度的幾種求法, 會用普遍化逸度 因子圖計算逸度; 明確混合物與溶液的區(qū)別, 了解偏摩爾體積意義及其求法; 理解溶液中組分的化學勢 公式, 明確標準態(tài)的選擇。活度與活度系數; 掌握理想液態(tài)混合物的通性, 稀溶液依數性公式推導及計 算;了解混合性質和超額函數的概念。重點:偏摩爾量與化學勢定義,化學勢與溫度、壓力的關系,化學勢判據,理想氣體與實際氣體化 學勢和標準態(tài),逸度與逸度系數,拉烏爾定律、亨利定律的應用,溶液中各組分化學勢及其標準態(tài),理 想溶液
25、的定義及特性, 非理想溶液活度與活度系數, 吉布斯杜亥姆公式及應用, 稀溶液依數性及有關 計算。難點: 偏摩爾量與偏摩爾體積的計算, 氣體物質的化學勢與標準態(tài), 實際氣體逸度與逸度系數的計 算,非理想溶液中各組分化學勢表達式及其標準態(tài)選擇,稀溶液依數性,活度與活度系數計算。掌握化學反應第五章 化學平衡基本要求: 明確化學平衡的熱力學條件及如何由平衡條件導出化學反應等溫方程式,等溫方程式的意義及其應用; 明確標準平衡常數 K ?的意義、熟練掌握平衡常數和平衡組成的計算以及理 想氣體反應的標準平衡常數 K ?和經驗平衡常數 Kp、KC、 KX之間的換算;了解均相及多相反應 rGm的意義及其平衡常數
26、表達式有什么不同; 理解從吉布斯亥姆霍茲方程推導化學反應等壓方程式的思 路,并會運用該方程進行有關計算,掌握各種因素(T、 p、惰性氣體)對平衡的影響;理解物質的標準生成吉布斯自由能 fGm (B)與反應過程 rGm 的意義,掌握 rGm =RTln K 的有關 計算;熟練掌握用熱力學性質數據計算標準平衡常數的方法;了解實際氣體反應的平衡常數計算方法。重點:理想氣體各類平衡常數的關系及計算, 復相反應平衡常數及計算, 分解壓力與平衡常數關系, 外界因素對平衡常數影響及定量計算。用熱力學性質數據計算標準平衡常數的方法。難點:化學反應親和勢判據, rGm =RTln K 的理解,為什么會存在化學平
27、衡,范特霍夫等壓 方程式使用條件及計算,化學平衡與其他章節(jié)內容的綜合運用與計算。第六章 相平衡基本要求: 明確相、 組分數和自由度的概念, 理解相律的推導過程及其在相圖中的應用;熱力學平 衡條件對單組分體系的應用; 能看懂單組分、 二組分系統(tǒng)的一些典型相圖, 并會應用相律來說明相圖中 點、線、區(qū)的意義,會使用相律和杠桿規(guī)則,了解系統(tǒng)在不同過程中發(fā)生的相變化規(guī)律; 了解相圖繪制的幾種常用方法, 要求能根據熱分析數據繪出步冷曲線進而得出相圖或由相圖推測繪出步 冷曲線;了解萃取和結晶分離的依據和原理,了解分配定律;了解相圖在實際中的一些應用;重點:相、組分、自由度相概念,相律的應用,克拉貝龍方程和克
28、拉貝龍克勞修斯方程的應用, 單組分系統(tǒng) PT 相圖分析與應用,熱分析法與二組分凝聚系統(tǒng)T x相圖分析與應用,步冷曲線繪制,雙液系 Tx與 Px相圖的分析與應用,相點與物系點關系,杠桿規(guī)則的使用。難點: 獨立組分數確定與相律計算, 物系點與相點的關系,二組分凝聚體系相圖的相態(tài)分析,步冷 曲線繪制,雙液系相圖的應用。第七章 電化學 基本要求:明確遷移數和離子遷移率的概念,學會測定遷移數的希托夫法;掌握電導、電導率、摩 爾電導率、 極限摩爾電導率、離子的摩爾電導率的概念, 學會測定電導的方法并了解其應用;明確離子 強度、 電解質溶液的標準態(tài)、離子活度、 平均活度和平均活度系數的概念, 了解德拜休格爾
29、理論的要 點,并學會使用德拜休格爾極限公式; 明確可逆電池與不可逆電池的概念, 掌握電池圖式的表示方法, 了解電動勢產生的機理; 掌握電池反應的 rGm、rHm、rSm和平衡常數的求算方法, 掌握 Nernst方程; 熟悉標準電極、 參比電極、標準電極電位,掌握從電極電勢計算電池電動勢的方法,了解可逆電極的幾 種類型;了解原電池的分類,了解濃差電池的特性,了解液體接界電位及其求算方法; 了解測定電池電 動勢的方法,通過測定電池電動勢計算溶液 pH值和難溶鹽溶度積等,了解由電池電動勢測定電解質平 均活度系數的方法; 明確電解和分解電壓的意義, 了解電極反應動力學和影響極化現象的因素, 學會估 計
30、電解池在給定電壓下的電極反應;理解超電勢的含義和塔費爾方程。重點:電導,電導率,摩爾電導率的意義及其與濃度的關系,柯爾勞施方程與離子獨立移動定律, 電導測量應用與計算,離子遷移數測量與計算,電解質活度, 離子平均活度,離子平均活度與活度系數 計算,德拜尤格爾極限公式,可逆電池條件,電極反應,電池反應與電池電動勢測量,由化學反應設 計可逆電池, 電池電動勢與電池反應熱力學計算, 標準電極電勢與能斯特方程, 電池電動勢測量的應用, 極化現象與不同電極的極化曲線形狀,電化學極化。難點:電導率、摩爾電導率和離子遷移數的計算,離子遷移數的測量(希托夫法) ,強電解質理論, 電池電動勢與電極電勢符號, 電
31、極溶液界面電勢差與標準電極電位, 液體接界電勢及計算, 電池電動 勢測量的應用,電池熱力學與化學熱力學的綜合計算,不同電極極化曲線形狀及電化學極化機理。第八章 界面現象基本要求: 明確表面吉布斯函數、表面張力的概念,明確表面張力與溫度的關系; 理解有界面相的 系統(tǒng)的熱力學基本方程和平衡條件; 掌握彎曲液面下的附加壓力概念, 掌握拉普拉斯方程、 開爾文方程 以及吉布斯等溫方程的推導, 理解其物理含義, 并能應用它們來解釋彎曲界面兩邊的壓差、 蒸氣壓與曲 率半徑以及溶解度與顆粒大小關系、 亞穩(wěn)平衡等; 了解潤濕和鋪展等界面現象的熱力學基礎; 掌握氣體 在固體表面的物理吸附和化學吸附概念, 掌握各種
32、半經驗模型, 特別是蘭繆爾模型的意義和應用, 了解 毛細管凝結現象的原因; 明確溶液表面張力與溶質、 濃度的關系, 表面吸附現象與吉布斯吸附公式推導 及其物理含義, 正吸附和負吸附的概念; 明確什么是表面活性劑, 理解它在表面上定向排列及降低特性 表面自由能的情況,了解表面活性劑的大致分類及它的幾種重要作用。重點: 表面自由能與表面張力概念, 彎曲液面下的附加壓力, 拉普拉斯公式,蒸氣壓與表面曲率關 系,開爾文公式,吉布斯表面吸附方程式,表面活性物質的結構與特性。難點: 表面吉布斯函數與表面張力概念, 彎曲液面下的附加壓力, 拉普拉斯公式推導, 蒸氣壓與表 面曲率關系,開爾文公式推導,溶液表面
33、吸附的吉布斯公式推導,表面活性劑的HLB值與CMC 值。第九章 化學動力學基礎 基本要求:明確反應速率、反應級數、基元反應和反應分子數的概念和含義;熟悉反應速率表示方法, 掌握零級、一級、二級、 n級反應動力學方程的特點以及它們的積分形式,了解它們的應用;了解從實 驗數據確定反應級數和反應速率系數(或常數)的方法;對于幾種典型的復雜反應(即對峙反應、平行 反應、 連串反應) 的動力學公式應著重了解速率方程的建立以及時間濃度關系式及基本特點; 了解鏈 反應特征與爆炸反應的機理, 能根據穩(wěn)態(tài)近似法和平衡濃度近似法導出反應速率方程; 掌握溫度、 表觀 活化能( Ea)對反應速率的影響;了解復雜反應的
34、機理,并明確探索反應機理的一般方法;明確碰撞 理論與過渡態(tài)理論的基本論點, 弄懂公式推導思路, 能對兩種理論作一些比較, 并明確阿累尼烏斯經驗 活化能、碰撞理論活化能和過渡態(tài)理論活化能的概念和三者之間的關系; 了解溶液反應的一些規(guī)律; 了解光化反應的基本規(guī)律, 以及光化反應動力學方程式的求得及特點; 了解酶催化反應的特點; 了解均 相催化反應動力學,表面吸附等溫方程與多相催化機理與速率方程。重點:反應速率公式,速率常數、反應級數及其確定,簡單級數反應動力學特征與計算,復雜反應 的動力學特征, 平衡近似法和穩(wěn)態(tài)近似法推導速率方程, 溫度對反應速率影響, 基元反應活化能與表觀 活化能關系。碰撞理論
35、基本假設與基本名詞術語意義,過渡狀態(tài)理論基本假設與基本術語, 光化學反 應特點與量子產率計算。難點:反應級數與反應分子數區(qū)別與聯系,反應機理的確定,連串反應、鏈反應速率方程推導,溫 度對速率常數的影響及表觀活化能計算。 分子碰撞頻率計算, 碰撞理論速率常數計算, 過渡狀態(tài)中能勢 面與速率常數,活化能和活化熵計算,三種不同概念的活化能, 酶催化反應動力學方程。 第十章 膠體化學基本要求: 掌握膠體系統(tǒng)的分類原則, 了解分散體系的基本特性。 理解分散物質的尺度在分類中的 意義;了解膠體的動力性質、光學性質與電學性質;明確膠體粒子帶電原因、膠團結構、雙電層結構和 電動電動勢的概念;理解膠體的穩(wěn)定機制與聚沉作用;了解乳狀液的特點及其影響穩(wěn)定性的各種因素。 重點:溶膠的定義與基本性質,溶膠的制備與膠團結構式表示,溶膠的動力學性質,溶膠的光學性質,膠粒的雙電層結構, 電勢與電動現象,膠體的穩(wěn)定性與聚沉規(guī)律。 難點:溶膠與大分子溶液的特性與區(qū)別,溶膠的光學性質及自然現象解釋,膠團的雙電層結構, 電動現象與 電勢計算,膠團穩(wěn)定的 DLVO 理論。四、習題課、課堂討論要求1 學會總結物理化學學習的一些基本方法、規(guī)律,提高學生學習的元認知知識與能力。2 明確本章基本概念。3 熟悉各公
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