物理化學(xué)課程教學(xué)大綱

1、 物理化學(xué) 課程教學(xué)大綱一、課程說明（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；課程名稱: 物理化學(xué)（PhysicalChemistry） 所屬專業(yè)： 材料化學(xué)課程類別： 專業(yè)課課程性質(zhì)： 專業(yè)課（必選）學(xué) 分： 3學(xué)分（54學(xué)時）（二）課程簡介、目標(biāo)與任務(wù)、先修課與后續(xù)相關(guān)課程；課程簡介：物理化學(xué)又稱理論化學(xué)，是從研究化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手，從而找出化學(xué)運(yùn)動中最具普遍性的基本規(guī)律的一門學(xué)科。共包括4部分內(nèi)容：第1部分，熱力學(xué)。內(nèi)容包括：熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)勢、化學(xué)平衡、相平衡。第2部分，電化學(xué)。內(nèi)容包括：電解質(zhì)溶液、可逆電池電動勢、不可逆電池過程。第3部分，表面現(xiàn)

2、象與分散系統(tǒng)。內(nèi)容包括：表面現(xiàn)象、分散系統(tǒng)。第4部分，化學(xué)動力學(xué)。內(nèi)容包括：化學(xué)動力學(xué)基本原理、復(fù)合反應(yīng)動力學(xué)。目標(biāo)與任務(wù)：使學(xué)生掌握物理化學(xué)基本概念及計(jì)算方法，同時還應(yīng)得到一般科學(xué)方法的訓(xùn)練和邏輯思維能力的培養(yǎng)。這種訓(xùn)練和培養(yǎng)應(yīng)貫穿在課堂教學(xué)的整個過程中，使學(xué)生體會和掌握怎樣由實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)進(jìn)行歸納和演繹，或由假設(shè)和模型上升為理論，并結(jié)合具體條件用理論解決實(shí)際問題的方法。先修課與后續(xù)相關(guān)課程：先修課：高等數(shù)學(xué)（微分、積分）、大學(xué)普通物理、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化 學(xué) 后續(xù)相關(guān)課程：無。（三）教材與主要參考書。教材：物理化學(xué)簡明教程，第四版，印永嘉等編，高等教育出版社出版.2007參考書目：1

3、 付獻(xiàn)彩主編，物理化學(xué)上、下冊. 第五版.高等教育出版社出版.20062 胡英主編,物理化學(xué)上、中、下冊. 第一版，北京：高等教育出版社出版.20013 宋世謨主編，物理化學(xué)上、下冊，第四版.北京：高等教育出版社出版.20014 物理化學(xué)簡明教程例題與習(xí)題，第二版，印永嘉等編，高等教育出版社出版二、課程內(nèi)容與安排緒論 講授，1學(xué)時。第一章 熱力學(xué)第一定律1.1 熱力學(xué)的研究對象1.2 幾個基本概念1.3 能量守恒1.4 體積功1.5 定容及定壓下的熱1.6 理想氣體的熱力學(xué)能和焓1.7 熱容1.8 理想氣體的絕熱過程1.9 實(shí)際氣體的節(jié)流膨脹1.10 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1.11生成焓及燃燒焓1.

4、12反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，8學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：熱力學(xué)第一定律、體積功的計(jì)算、熱容、熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用、焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓?！局攸c(diǎn)掌握】：熱力學(xué)第一定律、體積功的計(jì)算、焓?！菊莆铡浚簾崃W(xué)第一定律文字表述和數(shù)學(xué)表達(dá)式，熱力學(xué)第一定律在簡單狀態(tài)變化PVT、相變化及化學(xué)變化中的應(yīng)用，掌握計(jì)算各種過程的功、熱、熱力學(xué)能變、焓變的方法?！纠斫狻肯到y(tǒng)與環(huán)境、狀態(tài)、過程、狀態(tài)函數(shù)與途徑函數(shù)等基本概念，可逆過程的概念。功、熱、熱力學(xué)能、焓、熱容、摩爾相變焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等概念。【難點(diǎn)】：各變化過程U、H、W、Q的計(jì)算及應(yīng)

5、用。第二章 熱力學(xué)第二定律2.1自發(fā)過程的共同特征2.2 熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述2.3卡諾循環(huán)與卡諾定理2.4 熵的概念2.5 熵變的計(jì)算及其應(yīng)用2.6 熵的物理意義及規(guī)定熵的計(jì)算2.7 亥姆霍茲函數(shù)與吉布斯函數(shù)2.8 熱力學(xué)函數(shù)的一些重要關(guān)系式2.9 G的計(jì)算（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，7學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：熱力學(xué)第二定律、熵變計(jì)算、熱力學(xué)第三定律、亥姆霍茲函數(shù)與吉布斯函數(shù)判據(jù)，熱力學(xué)基本方程和麥克斯韋關(guān)系式?！局攸c(diǎn)掌握】：熱力學(xué)第二定律、亥姆霍茲函數(shù)與吉布斯函數(shù)判據(jù)、熱力學(xué)基本方程?！菊莆铡繜崃W(xué)第二定律的文字表述和數(shù)學(xué)表達(dá)式；物質(zhì)在PVT變化、相變化中熵、亥姆霍茲函數(shù)

6、、吉布斯函數(shù)的計(jì)算；主要熱力學(xué)公式的推導(dǎo)和適用條件；熱力學(xué)基本方程和麥克斯韋關(guān)系式?！纠斫狻快?、亥姆霍茲函數(shù)、吉布斯函數(shù)定義；掌握熵增原理、熵判據(jù)、亥姆霍茲函數(shù)判據(jù)、吉布斯函數(shù)判據(jù)；自發(fā)過程、卡諾循環(huán)、卡諾定理；理解推導(dǎo)熱力學(xué)公式的演繹方法?！玖私狻繜崃W(xué)第三定律，規(guī)定熵、標(biāo)準(zhǔn)熵，理解標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵定義及計(jì)算?！倦y點(diǎn)】：熱力學(xué)第二定律與熵判據(jù)、吉布斯自由能判據(jù)、亥姆霍茲自由能判據(jù)及應(yīng)用；各熱力學(xué)公式的靈活運(yùn)用，S、G、A的計(jì)算及應(yīng)用。 第三章 化學(xué)勢3.1偏摩爾量3.2化學(xué)勢3.3氣體物質(zhì)的化學(xué)勢3.4理想液態(tài)混合物中物質(zhì)的化學(xué)勢3.5理想稀溶液中物質(zhì)的化學(xué)勢3.6不揮發(fā)性溶質(zhì)理想稀溶液的依數(shù)

7、性3.7 非理想多組分系統(tǒng)中物質(zhì)的化學(xué)勢（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，6學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：偏摩爾量與化學(xué)勢、理想液態(tài)混合物、理想稀溶液、拉烏爾定律與享利定律、逸度與活度、非理想溶液中物質(zhì)的化學(xué)勢?！局攸c(diǎn)掌握】：化學(xué)勢、拉烏爾定律與享利定律及有關(guān)計(jì)算。【理解】偏摩爾量及化學(xué)勢的概念；理想液態(tài)混合物的定義及性質(zhì)；理想氣體、真實(shí)氣體、理想液態(tài)混合物、理想稀溶液中各組分化學(xué)勢的表達(dá)式；逸度的定義?！玖私狻肯∪芤旱囊罃?shù)性，并理解其應(yīng)用；化學(xué)勢判據(jù)的使用；逸度的計(jì)算；活度及活度系數(shù)的概念。真實(shí)溶液中各組分化學(xué)勢的表達(dá)式?！倦y點(diǎn)】 多組分系統(tǒng)的熱力學(xué)特性，偏摩爾量及其應(yīng)用；化學(xué)勢及其在多相

8、平衡、化學(xué)平衡中的應(yīng)用、氣體及溶液的化學(xué)勢及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。 第四章 化學(xué)平衡4.1 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度4.2 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變化4.3 平衡常數(shù)的各種表示方法4.4 平衡常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定4.5 溫度對平衡常數(shù)的影響4.6其他因素對化學(xué)平衡的影響（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，4學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)的方向和限度、理想氣體反應(yīng)的平衡常數(shù)、有純態(tài)凝聚相參加的理想氣體反應(yīng)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)rGmq， rGmq= - RTlnKq， 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)fGmq、rGmq的計(jì)算、溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響、吉布斯一亥姆霍茲方程，不同溫度下平衡常數(shù)的求算、其它因素(濃度、壓力、

9、惰性組分)對平衡的影響?！局攸c(diǎn)掌握】rGmq= - RTlnKq、理想氣體反應(yīng)的平衡常數(shù)、rGmq的計(jì)算、溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響、不同溫度下平衡常數(shù)的求算?！菊莆铡繕?biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義；用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)及平衡組成的方法；判斷在一定條件下化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的方向；會分析溫度、壓力、組成等因素對平衡的影響?！纠斫狻糠短鼗舴虻葴胤匠痰耐茖?dǎo)及應(yīng)用；摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)定義及應(yīng)用?！倦y點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)定溫方程、定壓方程及應(yīng)用；各因素對化學(xué)平衡的影響及計(jì)算。 第五章 多相平衡5.1 相律5.2 克勞修斯-克拉佩龍方程5.3 水的相圖5.4 完全互溶的雙液系統(tǒng)

10、5.5部分互溶的雙液系統(tǒng)5.6完全不互溶的雙液系統(tǒng)5.7簡單低共熔混合物的固-液系統(tǒng)5.8有化合物生成的固-液系統(tǒng)5.9有固熔體生成的固-液系統(tǒng)（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，6學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：相律、單組分系統(tǒng)相平衡、兩組分液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的氣-液平衡、兩組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)氣-液平衡、部分互溶系統(tǒng)的溫度-溶解度圖、部分互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖(T-X圖)、兩組分固態(tài)不互溶凝聚系統(tǒng)相圖、生成化合物(穩(wěn)定、不穩(wěn)定)的凝聚系統(tǒng)相圖、兩組分固態(tài)互溶(完全互溶、部分互溶)系統(tǒng)的相圖、熱分析法繪制步冷曲線、杠桿規(guī)則?！局攸c(diǎn)掌握】：相律的應(yīng)用、兩組分液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的氣-液平衡、部分互溶

11、系統(tǒng)的氣-液平衡相圖(T-X圖)、兩組分系統(tǒng)的液一固平衡?！菊莆铡繂谓M分系統(tǒng)、二組分氣液平衡系統(tǒng)和二組分凝聚系統(tǒng)典型相圖的分析和應(yīng)用；用杠桿規(guī)則進(jìn)行分析與計(jì)算?！纠斫狻肯嗦傻囊饬x、推導(dǎo)?！玖私狻坑蓪?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制簡單相圖的方法。【難點(diǎn)】相律及其應(yīng)用；單組分系統(tǒng)、二組分系統(tǒng)的相圖及應(yīng)用。第七章 電化學(xué)7.1 離子的遷移7.2電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)7.3電導(dǎo)測定的應(yīng)用示例7.4強(qiáng)電解質(zhì)的活度和活度系數(shù)7.6可逆電池7.7可逆電池?zé)崃W(xué)7.8電極電勢7.9由電極電勢計(jì)算電池電動勢7.10電極電勢及電池電動勢的應(yīng)用7.11電極的極化7.12電解時的電極反應(yīng)7.13金屬的腐蝕與防護(hù)（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，1

12、0學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電機(jī)理及導(dǎo)電能力、電解質(zhì)的平均活度和平均活度系數(shù)、原電池的電動勢、可逆電極與可逆電池、原電池?zé)崃W(xué)、電極電勢、濃差電池、電池設(shè)計(jì)、極化作用?！局攸c(diǎn)掌握】：電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)及其應(yīng)用；電池電動勢與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系及其計(jì)算?！菊莆铡砍Ｓ秒姌O符號、電極反應(yīng)及其電極電勢的計(jì)算,掌握電池電動勢的計(jì)算及其應(yīng)用?！纠斫狻侩x子平均活度及平均活度系數(shù)定義及其計(jì)算；可逆電池的概念；能斯特方程的推導(dǎo)及其應(yīng)用；原電池的設(shè)計(jì)原理。【了解】表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性質(zhì)的物理量（電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率、電遷移率，遷移數(shù)）；離子強(qiáng)度的定義；極化作用和超電勢的概念?！倦y點(diǎn)】電解質(zhì)溶液

13、的電導(dǎo)及其應(yīng)用；可逆電池電動勢及其應(yīng)用；不可逆電極過程及應(yīng)用。 第八章 表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)8.1 表面吉布斯函數(shù)與表面張力8.2 純液體的表面現(xiàn)象8.3 氣體在固體表面上的吸附8.4 溶液的表面吸附8.5 表面活性劑及其應(yīng)用8.6分散系統(tǒng)的分類8.7 溶膠的光學(xué)及力學(xué)性質(zhì)8.8溶膠的電性質(zhì)8.9溶膠的聚沉和絮凝8.10溶膠的制備與凈化（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，6學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：表面吉布斯函數(shù)與表面張力、彎曲液面的附加壓力，固體表面上的吸附作用、液體表面吸附作用、分散物系的基本性質(zhì)與分類、膠體的光學(xué)性質(zhì)、膠體的動力性質(zhì)、膠體的電學(xué)性質(zhì)、憎液溶膠的穩(wěn)定和聚沉?！局攸c(diǎn)掌握】：

14、拉普拉斯公式及開爾文公式的應(yīng)用?！纠斫狻勘砻鎻埩氨砻婕妓购瘮?shù)的概念；接觸角、潤濕、附加壓力的概念及其與表面張力的關(guān)系；物理吸附與化學(xué)吸附的含義和區(qū)別；溶膠的光學(xué)性質(zhì)、動力性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)。膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)和膠體穩(wěn)定性與聚沉作用。【了解】朗格繆爾單分子層吸附理論，朗格繆爾吸附等溫式。溶液界面的吸附及表面活性物質(zhì)的作用與應(yīng)用，吉布斯吸附公式的含義和應(yīng)用，分散體系的分類及膠體的定義?！倦y點(diǎn)】：表面化學(xué)原理及其應(yīng)用；分散系統(tǒng)的性質(zhì)及應(yīng)用。 第九章 化學(xué)動力學(xué)基本原理9.1 引言9.2反應(yīng)速率和速率方程9.3簡單級數(shù)反應(yīng)的動力學(xué)規(guī)律9.4反應(yīng)級數(shù)的測定9.5溫度對反應(yīng)速率的影響（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配講授，3學(xué)時。（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)的速率，化學(xué)反應(yīng)的速率方程（微分式），速率方程的積分式，速率方程的確定，溫度對反應(yīng)速率的影響?！局攸c(diǎn)掌握】：簡單級數(shù)反應(yīng)的動力學(xué)公式及其應(yīng)用【掌握】溫度對反應(yīng)速率的影響及應(yīng)用；通過實(shí)驗(yàn)確立速率方程的方法；阿侖尼烏斯方程的應(yīng)用?！纠斫狻炕瘜W(xué)反應(yīng)速率、基元反應(yīng)及反應(yīng)分子數(shù)的概念；反應(yīng)速率常數(shù)以及反應(yīng)級數(shù)的概念；阿侖尼烏斯方程的意義，活化能及指前因子的意義?！玖私狻炕磻?yīng)速率理論的基本思想?！倦y點(diǎn)】：簡單級數(shù)反應(yīng)的動力學(xué)公式及其應(yīng)用；反應(yīng)級數(shù)的確定；溫度對反應(yīng)速率的影響及應(yīng)用。 第十章 復(fù)合反應(yīng)動力學(xué)10.1 典型復(fù)合