沈陽(yáng)理工大學(xué) 化學(xué)物理化學(xué)G2教學(xué)大綱

1、物理化學(xué)G2課程教學(xué)大綱課程代碼：080531017課程英文名稱(chēng)：Physical Chemistry G2課程總學(xué)時(shí)：56 講課：56 實(shí)驗(yàn)：0 上機(jī)：0適用專(zhuān)業(yè)：化學(xué)專(zhuān)業(yè)大綱編寫(xiě)（修訂）時(shí)間：2011.5一、大綱使用說(shuō)明 （一）課程地位及教學(xué)目標(biāo)    物理化學(xué)G2是工程院?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)必修的主干基礎(chǔ)理論課，主要講授電化學(xué)、界面化學(xué)及動(dòng)力學(xué)部分的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本方法，為后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課奠定理論基礎(chǔ)，進(jìn)行一般科學(xué)方法的訓(xùn)練和邏輯推理能力的培養(yǎng)，使學(xué)生初步具備運(yùn)用物理化學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 本課通過(guò)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)使學(xué)生達(dá)到各節(jié)中所提出

2、的基本要求，具有初步的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。講授內(nèi)容應(yīng)分清主次，在注意系統(tǒng)性的原則下，針對(duì)本學(xué)科解決問(wèn)題的思想和方法，著重講解教材的重點(diǎn)與難點(diǎn)，重視習(xí)題課，課外輔導(dǎo)和批改作業(yè)等各個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。為學(xué)生成為高級(jí)化學(xué)人才打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。     （二）知識(shí)、能力及技能方面的基本要求    作為理科專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)的教學(xué)以掌握基礎(chǔ)理論，基本方法為主要內(nèi)容，教學(xué)中學(xué)生必須掌握的知識(shí)如下：     1.相平衡掌握相、相數(shù)、自由度等概念；會(huì)應(yīng)用相律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算；掌握單組分系統(tǒng)的相圖；掌握杠桿規(guī)

3、則；掌握二組分系統(tǒng)理想液態(tài)混合物和真實(shí)液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖；掌握二組分液態(tài)部分互溶及完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖；掌握二組分固態(tài)不互溶和固態(tài)互溶系統(tǒng)液-固平衡相圖；掌握生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖。 2.電化學(xué) 熟練掌握電解質(zhì)溶液中的基本概念和基本理論，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力及法拉第定律，熟練掌握可逆電池的相關(guān)知識(shí)，電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，了解極化、超電勢(shì)、電解時(shí)的電極反應(yīng)等內(nèi)容。3. 界面現(xiàn)象掌握表面吉布斯自由能、表面張力的概念及其應(yīng)用；了解拉普拉斯方程、開(kāi)爾文公式及其應(yīng)用；掌握朗繆爾吸附理論及吸附等溫式的應(yīng)用；掌握接觸角、潤(rùn)濕、鋪展等概念及楊氏方程的應(yīng)用。了解吸附的概念及吉布斯

4、吸附等溫式的應(yīng)用；掌握表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用。 4.與膠體化學(xué)了解溶膠的基本特征：光學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，掌握溶膠的溶團(tuán)結(jié)構(gòu)，溶膠的穩(wěn)定和聚沉。5.化學(xué)動(dòng)力學(xué) 掌握化學(xué)動(dòng)力學(xué)中的一些基本概念、化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)；掌握推導(dǎo)速率方程和反應(yīng)機(jī)理的基本方法；了解基元反應(yīng)速率理論，活化能的測(cè)定方法和計(jì)算方法；熟練掌握簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的計(jì)算和阿累尼烏斯公式的應(yīng)用；了解典型復(fù)合反應(yīng)的特征，會(huì)運(yùn)用穩(wěn)態(tài)法及速度控制步驟推導(dǎo)總反應(yīng)的速率公式。 通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生逐步具有理論分析能力、建立理論模型的意識(shí)、邏輯推理能力和結(jié)合實(shí)際解決問(wèn)題的能力。（三）實(shí)施說(shuō)明    1

5、教學(xué)方法：課堂講授中重點(diǎn)對(duì)基本概念、基本理論和分析方法進(jìn)行講解；采用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐和自學(xué)獲取知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性；注意培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和理論推導(dǎo)能力。講課要聯(lián)系實(shí)際并注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。 2教學(xué)手段：本課程屬于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)中采用電子教案、CAI課件及多媒體教學(xué)系統(tǒng)等先進(jìn)教學(xué)手段，以確保在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，全面、高質(zhì)量地完成課程教學(xué)任務(wù)。根據(jù)教學(xué)需要以及選用教材不同，教學(xué)內(nèi)容可適當(dāng)增減，各部分學(xué)時(shí)數(shù)可調(diào)整2學(xué)時(shí)。（四）對(duì)先修課的要求本課程的教學(xué)必須在完成先修課程之后進(jìn)行。本課程主要的先

6、修課程有高等數(shù)學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等。本課程將為結(jié)構(gòu)化學(xué)、工業(yè)分析等專(zhuān)業(yè)課、綜合實(shí)驗(yàn)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。   （五）對(duì)習(xí)題、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要求 1對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)章節(jié)安排習(xí)題課，例題的選擇以培養(yǎng)學(xué)生消化和鞏固所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題為目的。 2課后作業(yè)要少而精，內(nèi)容要多樣化，作業(yè)要能起到鞏固理論，掌握計(jì)算方法，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的作用，對(duì)作業(yè)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，課上應(yīng)做必要的提示，并適當(dāng)安排課內(nèi)講評(píng)作業(yè)。學(xué)生作業(yè)的完成情況應(yīng)作為評(píng)定課程成績(jī)的一部分。3本課程的實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)設(shè)課，單獨(dú)考核，具體要求參見(jiàn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱。（六）考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式 1.

7、 考核方式：考試。 2. 考核目標(biāo)：在考核學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基本知識(shí)和基本原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考核學(xué)生的分析能力、應(yīng)用能力和解決物化問(wèn)題的能力。 3. 成績(jī)構(gòu)成：最終理論考試占70%、平時(shí)考核（包括中期考試、作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)、提問(wèn)等）占30%。（七）參考書(shū)目: 1.物理化學(xué)簡(jiǎn)明教程第三版，印永嘉等編，高等教育出版社，1992 2.物理化學(xué)第四版，天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編，高等教育出版社，20053.物理化學(xué)第五版，天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編，高等教育出版社，20094.物理化學(xué)第二版，沈文霞編，科學(xué)出版社，20095.物理化學(xué)第二版，朱傳征等編，科學(xué)出版社，2010二、中文摘要 本課程是化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)必修

8、的主干基礎(chǔ)理論課，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握物理化學(xué)的基本知識(shí)、基本理論和基本方法，初步具有應(yīng)用熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等原理分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；課程內(nèi)容主要包括相平衡、電化學(xué)、界面現(xiàn)象和膠體化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)知識(shí)。本課程將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及相關(guān)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等奠定重要的基礎(chǔ)。三、課程學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1相平衡12121.1相律21.2單組分系統(tǒng)相圖 21.3二組分理想/真實(shí)液態(tài)混合物的氣液平衡相圖21.4二組分液態(tài)部分互溶及完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖21.5二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)液-固平衡相圖21.6生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖22電化學(xué)14142.1電解質(zhì)溶

9、液及法拉第定律22.2電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)22.3電解質(zhì)溶液的活度及德拜-休克爾極限公式22.4可逆電池及電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定 原電池?zé)崃W(xué)22.5電極電勢(shì)和液體接界電勢(shì) 電極的種類(lèi)22.6原電池的設(shè)計(jì) 分解電壓22.7極化作用 電解時(shí)的電極反應(yīng)23界面現(xiàn)象883.1界面張力 彎曲液面的附加壓力及后果23.2固體表面23.3固液界面23.4溶液表面24膠體化學(xué)884.1溶膠的制備 溶膠的光學(xué)性質(zhì)24.2溶膠的動(dòng)力學(xué)、電學(xué)性質(zhì)24.3溶膠的穩(wěn)定與聚沉 乳狀液24.4懸浮液 氣溶膠885化學(xué)動(dòng)力學(xué)14145.1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率及速率方程25.2速率方程的積分形式25.3速率方程的確定25.4溫度對(duì)反應(yīng)

10、速率的影響25.5典型復(fù)合反應(yīng)25.6鏈反應(yīng) 25.7催化作用的通性2合計(jì)5656四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1部分 相平衡總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):12 講課:12 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0第1.1部分 相律（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容: 1）掌握相、相數(shù)、自由度等基本概念； 2）了解相律表達(dá)式的推導(dǎo)；3）掌握相律及其應(yīng)用。重 點(diǎn): 相律及其應(yīng)用。習(xí) 題:相律應(yīng)用的計(jì)算第1.2部分 單組分系統(tǒng)相圖（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容: 1）掌握水的相圖中各區(qū)域、曲線(xiàn)及點(diǎn)的含義和自由度；2）區(qū)別水的三相點(diǎn)和冰點(diǎn)；重 點(diǎn): 水的相圖中各區(qū)域、曲線(xiàn)及點(diǎn)的相態(tài)和自由度。第1.3部分 二組分理想/真實(shí)液態(tài)混合物的氣液平衡相圖（講課2學(xué)

11、時(shí)） 具體內(nèi)容: 1)掌握二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡組成的計(jì)算；2)掌握二組分理想液態(tài)混合物P-x圖、T-x圖中各區(qū)域、曲線(xiàn)及點(diǎn)的相態(tài)和自由度；3)掌握杠桿規(guī)則及應(yīng)用； 3)了解真實(shí)液態(tài)混合物氣-液平衡相圖的類(lèi)型及應(yīng)用。重 點(diǎn):二組分理想液態(tài)混合物P-x圖、T-x圖中各區(qū)域、曲線(xiàn)及點(diǎn)的相態(tài)和自由度習(xí) 題:理想液態(tài)混合物的氣-液平衡組成的計(jì)算等第1.4部分 二組分液態(tài)部分互溶及完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容: 1)了解部分互溶、完全不互溶液體的T-x圖； 2)掌握共軛溶液、高會(huì)熔點(diǎn)的概念；3)掌握相圖中各區(qū)域、曲線(xiàn)及點(diǎn)的相態(tài)和自由度；重 點(diǎn): 相圖中各區(qū)域、曲線(xiàn)及點(diǎn)

12、的相態(tài)和自由度及系統(tǒng)點(diǎn)在相圖中的變化情況。習(xí) 題: 相圖的應(yīng)用等第1.5部分 二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)液-固平衡相圖（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容:1)掌握二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)液-固相圖的分析；2)掌握熱分析法、溶解度法繪制相圖。重 點(diǎn):二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)液-固相圖的分析。習(xí) 題:相圖的分析。第1.6部分 生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容: 1)掌握生成穩(wěn)定和不穩(wěn)定化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖及分析；2)掌握系統(tǒng)點(diǎn)降溫過(guò)程步冷曲線(xiàn)的繪制和標(biāo)注。重 點(diǎn):系統(tǒng)點(diǎn)降溫過(guò)程步冷曲線(xiàn)的繪制和標(biāo)注。習(xí) 題:相圖的分析及步冷曲線(xiàn)的繪制和標(biāo)注。第2部分 電化學(xué)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):14 講課:14

13、 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0第2.1部分 電解質(zhì)溶液及法拉第定律（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容:1)掌握電解質(zhì)溶液導(dǎo)電機(jī)理；2） 掌握法拉第定律及應(yīng)用。重 點(diǎn): 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電機(jī)理；法拉第定律及應(yīng)用。習(xí) 題: 法拉第定律應(yīng)用計(jì)算等第2.2部分 電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容:1)掌握電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)等概念；2）了解摩爾電導(dǎo)與濃度的關(guān)系； 3)掌握離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律及電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用。重 點(diǎn): 離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律及電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用。習(xí) 題: 電導(dǎo)測(cè)定應(yīng)用的有關(guān)計(jì)算等第2.3部分 電解質(zhì)溶液的活度及德拜-休克爾極限公式（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容:1)掌握離子活度、離子活度系數(shù)、離子強(qiáng)度等概念；2）

14、掌握德拜-休克爾極限公式及應(yīng)用計(jì)算；重 點(diǎn): 德拜-休克爾極限公式及應(yīng)用。難 點(diǎn):離子強(qiáng)度概念、德拜-休克爾極限公式習(xí) 題: 德拜-休克爾極限公式及應(yīng)用計(jì)算第2.4部分 可逆電池及電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定 原電池?zé)崃W(xué)（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容:1)掌握可逆電池、標(biāo)準(zhǔn)電池的概念；2） 掌握電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定方法； 3)掌握原電池?zé)崃W(xué)的計(jì)算。重 點(diǎn): 可逆電池、電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定方法。難 點(diǎn): 可逆電池的含義。習(xí) 題: 原電池?zé)崃W(xué)的計(jì)算等第2.5部分 電極電勢(shì)和液體接界電勢(shì) 電極的種類(lèi)（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容:1)掌握電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算；2）了解液體接界電勢(shì)及其消除； 3)掌握三類(lèi)可逆電極、相應(yīng)的電極

15、反應(yīng)和電極電勢(shì)的計(jì)算。重 點(diǎn): 三類(lèi)可逆電極的電極反應(yīng)、電極電勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算習(xí) 題: 電極反應(yīng)和電極電勢(shì)的計(jì)算等。第2.6部分 原電池的設(shè)計(jì) 分解電壓（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1）掌握氧化還原、中和、沉淀及濃差反應(yīng)原電池的設(shè)計(jì)。2）掌握分解電壓的概念；重 點(diǎn): 幾種不同反應(yīng)原電池的設(shè)計(jì)難 點(diǎn): 非氧化還原反應(yīng)原電池的設(shè)計(jì)習(xí) 題:原電池的設(shè)計(jì)第2.7部分 極化作用 電解時(shí)的電極反應(yīng)（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容: 1)掌握極化作用、超電勢(shì)的概念；2)了解極化曲線(xiàn)的測(cè)定方法及電解池與原電池極化的差別。 3)掌握電解時(shí)分解電壓與極化產(chǎn)物的關(guān)系及應(yīng)用計(jì)算。重 點(diǎn):電解時(shí)分解電壓與極化產(chǎn)物的關(guān)系及應(yīng)用計(jì)算。習(xí)

16、題:分解電壓與陰陽(yáng)極析出產(chǎn)物的有關(guān)計(jì)算等第3部分 界面現(xiàn)象總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):8 講課:8 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0具體內(nèi)容: 1)掌握表面吉布斯自由能、表面張力的概念及其應(yīng)用； 2)了解拉普拉斯方程、開(kāi)爾文公式及其應(yīng)用； 3)掌握朗繆爾吸附理論及吸附等溫式的應(yīng)用；4)掌握接觸角、潤(rùn)濕、鋪展等概念及楊氏方程的應(yīng)用。5） 了解吸附的概念及吉布斯吸附等溫式的應(yīng)用；6） 掌握表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用。重 點(diǎn):表面吉布斯自由能、表面張力的概念及其應(yīng)用；朗繆爾吸附理論及吸附等溫式的應(yīng)用；表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用。難 點(diǎn): 表面吉布斯自由能、表面張力的概念；朗繆爾吸附理論及吸附

17、等溫式的應(yīng)用。習(xí) 題: 表面張力、吸附量的計(jì)算等。第4部分 膠體化學(xué)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):8 講課:8 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0具體內(nèi)容: 1)了解溶膠制備的常用方法； 2)掌握溶膠的光學(xué)性質(zhì)； 3)掌握溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)；4)掌握溶膠的電學(xué)性質(zhì)，會(huì)表示膠團(tuán)結(jié)構(gòu)；5） 了解吸附的概念及吉布斯吸附等溫式的應(yīng)用；6） 了解溶膠穩(wěn)定理論DLVO理論及溶膠穩(wěn)定聚沉的原因及影響因素；了解溶膠的基本特征：光學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，掌握溶膠的溶團(tuán)結(jié)構(gòu)，溶膠的穩(wěn)定和聚沉。重 點(diǎn):溶膠的基本特征：光學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。難 點(diǎn): 溶膠的電學(xué)性質(zhì)。習(xí) 題: 溶膠的光學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)等，第5部分 化學(xué)動(dòng)力學(xué)總學(xué)時(shí)(單位：

18、學(xué)時(shí)):14 講課:14 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0第5.1部分 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率及速率方程（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容： 1)掌握基元反應(yīng)、質(zhì)量作用定律及應(yīng)用；2)掌握反應(yīng)分子數(shù)、反應(yīng)級(jí)數(shù)的概念；3)掌握速率方程的一般形式。重 點(diǎn): 基元反應(yīng)、質(zhì)量作用定律及應(yīng)用；速率方程的一般形式。第5.2部分 速率方程的積分形式（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：掌握零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)反應(yīng)速率方程的積分形式及應(yīng)用。重 點(diǎn): 零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)反應(yīng)速率方程的積分形式及應(yīng)用計(jì)算。習(xí) 題: 零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)及半衰期的計(jì)算。第5.3部分 速率方程的確定（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容： 了解嘗試法、半衰期法、初始速率法、隔離法確定速率方程。重 點(diǎn): 嘗試法、半衰期法、初始速率法確定速率方程第5.4部分 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1)掌握阿倫尼烏斯方程及其應(yīng)用； 2)掌握活化能及其與反應(yīng)熱的關(guān)系；重 點(diǎn): 阿倫尼烏斯方程及其應(yīng)用。習(xí) 題:不同溫度速率嘗試的有關(guān)計(jì)算等；第5.5部分 典型復(fù)合反應(yīng)（講課2學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容: 掌握對(duì)行反應(yīng)、平行反應(yīng)、連串反應(yīng)的速率方程及應(yīng)用計(jì)算。重 點(diǎn):對(duì)行反應(yīng)、平行反應(yīng)、連串反應(yīng)的速率方程及