《物理化學2》課程教學大綱

《物理化學2》教學大綱一、課程基本信息課程名稱物理化學PhysicalChemistry課程編碼SCC810511030開課院部理學院課程團隊物理化學（化學類）學分3.0課內(nèi)學時48講授48實驗0上機0實踐0課外學時48適用專業(yè)環(huán)境工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學（2-1）、高等數(shù)學（2-2）、大學物理（2-1）、大學物理（2-2）課程簡介（必修）物理化學是化學的重要分支之一，是化學學科的理論基礎(chǔ)，就是用物理的原理和方法研究化學中最基本的規(guī)律和理論，由于物理化學原理的普適性，是環(huán)境工程等眾多理工科類專業(yè)的重要基礎(chǔ)理論課。本課程著重介紹熱力學的基本原理（化學過程中的能量轉(zhuǎn)換守恒規(guī)律、過程進行的方向和限度）及其在化學反應(yīng)、相變、電化學以及表面膠體化學中的應(yīng)用。學生在先修課的基礎(chǔ)上深入學習物理化學的基本理論、基本知識、擴大知識面、對工程類專業(yè)學生分析解決實際問題的能力，及其未來課程的開設(shè)和學生的職業(yè)生涯都大有裨益。Physicalchemistryisoneoftheimportantbranchesandthetheoreticalbasisofchemistry.Startingfromintrinsicrelationofthechemicalchangesandphysicalones,physicalchemistrystudiesthelawsandprincipleswithinthechemicalchangesandtherelatedphysicalphenomena.Thecourseofphysicalchemistryisoneoftheimportanttheoreticalcoursesfortheundergraduatedstudentsmajorinenvironmentalengineering.Theknowledgeinvolvedinthiscoursewillnotonlyprovidestheknowledgeofbasicconcepts,theoriesandcalculationmethodologiesofphysicalchemistrytothestudents,tolearntheskillsofthecomputationsinvolvingthechemicalthermodynamicandkineticprocesses,tounderstandtheessencesofthenaturalphenomena,andprovingfundamentalacknowledgestothestudentstostudythosesubsequentcourses.Themaingoalsofthiscourseareeducatingstudentstoobserveandexplainthechemicalphenomenathermodynamically,tolearnthemethodologicalknowledgeintreatingwiththeexperimentalphenomenaandtherulesthereinlogicallyandtheoretically,andinspiringthestudentstoseekthetruthandtoenhancetheirinnovationability.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務(wù)自選1M1目標1：掌握熱力學的基本原理及其在化學反應(yīng)、相平衡、電化學以及膠體界面化學中的應(yīng)用是1.22M2目標2：幫助學生認知物理化學在其后續(xù)的專業(yè)知識學習的重要性，為后續(xù)課打下良好的基礎(chǔ)否1.23M3目標3：通過課程的學習，增強學生的分析問題和解決問題的能力。是1.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)11.1理想氣體狀態(tài)方程理想氣體模型、低壓氣體三大定律、理想氣體狀態(tài)方程M10.5講授0.5作業(yè)21.2低壓混合氣體定律分壓及道爾頓分壓定律、分體積及阿瑪格分體積定律、兩定律間聯(lián)系M11講授1作業(yè)31.3真實氣體與范德華方程理想氣體與真實氣體的偏差、范德華方程M10.5講授0.5作業(yè)41.4氣體的液化與臨界狀態(tài)氣體液化曲線的描述、臨界點的參數(shù)及性質(zhì)、氣體液化的條件M11講授1作業(yè)51.5普遍化壓縮因子圖真實氣體的P,V,T計算M11講授1作業(yè)62.1基本概念體系與環(huán)境、體系的分類、狀態(tài)及狀態(tài)函數(shù)、狀態(tài)函數(shù)分類、過程及途徑、功及體積功的定義式、熱的定義及分類、內(nèi)能M11講授1作業(yè)72.2熱力學第一定律三種文字表述形式及數(shù)學表達式，焦耳定律），定容熱、定壓熱和焓M10.5講授0.5作業(yè)82.3熱容及單純變溫過程熱容、定壓熱容與定容熱容及應(yīng)用，單純變溫熱的計算M10.5講授0.5作業(yè)92.4可逆過程及可逆體積功的計算可逆過程及特點，可逆過程體積功的計算，卡諾循環(huán)M11講授1作業(yè)102.5節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹M11講授1作業(yè)112.6自發(fā)過程和第二定律自發(fā)過程及特征；熱力學第二定律的開爾文說法、克勞修斯說法；二者的等價性M11講授1作業(yè)122.7熵函數(shù)及熵增原理熵函數(shù)的引出、定義及性質(zhì)、熵的統(tǒng)計意義、不可逆循環(huán)的熱溫商、熱力學第二定律數(shù)學表達式、絕熱過程熵判據(jù)、一般過程熵判據(jù)、熵增原理M11講授1作業(yè)132.8亥姆霍茲自由能與吉布斯自由能A函數(shù)及A函數(shù)判據(jù)、G函數(shù)及G判據(jù)、兩函數(shù)特點M11講授1作業(yè)142.9熱力學函數(shù)間的關(guān)系函數(shù)的定義關(guān)系式、熱力學四個基本關(guān)系式、對應(yīng)系數(shù)關(guān)系式、麥克斯韋關(guān)系式、各熱力學函數(shù)關(guān)系示式的推導及證明M11講授1作業(yè)152.10物理過程熱力學函數(shù)變的計算物理過程熱力學函數(shù)變的計算M11講授1作業(yè)162.11化學變化過程熱力學函數(shù)變的計算化學變化過程熱力學函數(shù)變的計算M13講授3作業(yè)173.1組成表示法溶液，溶液組成表示法，包括物質(zhì)的量分數(shù)，物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量分數(shù)M11講授1作業(yè)183.2偏摩爾量和化學勢偏摩爾量的定義及表達式、偏摩爾量集合公式、吉布斯—杜亥姆公式；化學勢定義、化學勢判據(jù)及在相變、化變中的應(yīng)用M11講授1作業(yè)193.3拉烏爾定律和亨利定律混合物、溶液的濃度表示方法及相互間的換算、拉烏爾定律的表示式及微觀解釋、亨利定律的表示式及微觀解釋M11講授1作業(yè)203.4理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物的定義、各組分化學勢表示式、理想液態(tài)混合物的通性M11講授1作業(yè)213.5理想稀溶液理想稀溶液的定義M11講授1作業(yè)223.6稀溶液的依數(shù)性依數(shù)性的定義、稀溶液的蒸汽壓降低、凝固點降低、沸點升高、滲透壓四大依數(shù)性及應(yīng)用M11講授1作業(yè)233.7相律相及相數(shù)、獨立組分數(shù)、自由度、相律及應(yīng)用M11講授1作業(yè)243.8單組分系統(tǒng)相圖水相圖的靜態(tài)及動態(tài)分析P-T圖，純物質(zhì)的相平衡-克拉佩龍方程式M11講授1作業(yè)253.9二組分理想液態(tài)混合物氣液平衡相圖P-x(y)及T-x(y)相圖，杠桿規(guī)則，精餾原理M11講授1作業(yè)263.10二組分固-液相圖簡單的生成低共熔混合物的體系及水鹽體系M11講授1作業(yè)274.1化學反應(yīng)的平衡條件化學反應(yīng)的平衡條件M11講授1作業(yè)284.2化學反應(yīng)的等溫方程式范特霍夫等溫方程及應(yīng)用M11.5講授1.5作業(yè)294.3平衡常數(shù)的計算平衡常數(shù)的計算M11講授1作業(yè)304.4平衡常數(shù)的應(yīng)用平衡常數(shù)的應(yīng)用M11.5講授1.5作業(yè)314.5溫度對理想氣體平衡的影響—等壓方程式溫度對理想氣體平衡的影響—等壓方程式M31講授1作業(yè)325.1導電體及電解質(zhì)溶液的導電機理及法拉第定律導體，導電機理，法拉第定律M10.5講授0.5作業(yè)335.2電導、電導率和摩爾電導率電導、電導率和摩爾電導率M10.5講授0.5作業(yè)345.3離子獨立運動定律及電導測定的應(yīng)用離子獨立運動定律及電導測定的應(yīng)用M11講授1作業(yè)355.4強電解質(zhì)溶液的活度和活度因子平均活度和平均活度因子，德拜-休克爾極限公式M11講授1作業(yè)365..5可逆電池的條件和書寫方法可逆電池的條件和書寫方法M11講授1作業(yè)375.6原電池電動勢原電池電動勢M11講授1作業(yè)385.7可逆電池熱力學原電池熱力學、能斯特方程M11講授1作業(yè)395.8電極電勢與電池電動勢電極的種類M11講授1作業(yè)405.9電極極化現(xiàn)象電極極化現(xiàn)象M31講授1作業(yè)416.1表面自由能和表面張力表面自由能和表面張力M21講授1作業(yè)426.2溶液的表面吸附溶液的表面吸附M11講授1作業(yè)436.3氣體在固體表面上的吸附，單分子層吸附理論氣體在固體表面上的吸附，單分子層吸附理論M11講授1作業(yè)446.4液體對固體的潤濕潤濕角，楊氏方程M31講授1作業(yè)456.5彎曲液面的特性附加壓力、毛細現(xiàn)象、開爾文公式M31講授1作業(yè)466.6膠體分散體系的分類膠體分散體系的分類M21講授1作業(yè)476.7溶膠的基本性質(zhì)光學、動力、電性質(zhì)M21講授1作業(yè)486.8膠團結(jié)構(gòu)，溶膠的穩(wěn)定與聚沉膠團結(jié)構(gòu)，溶膠的穩(wěn)定與聚沉M31講授1作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置3-5道題。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學生物理化學基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力。題型主要有計算題。15%2大作業(yè)在掌握基本基礎(chǔ)知識點的基礎(chǔ)上，通過所學的知識，尤其是物理化學知識分析理解如何應(yīng)用知識點，拓展其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。20%3期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學生物理化學基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有選擇題、填空題、簡答題和計算題等。50%4考勤隨機點名、刷卡點名等5%5課堂表現(xiàn)隨機檢查學生上課精神狀態(tài)、回答問題情況10%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)15%A-按時提交作業(yè)，基本知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，基本知識點理解存在少量錯誤。2M1大作業(yè)20%（見大作業(yè)評分標準）3M1期末考試50%（見試卷評分標準）4M1考勤5%A-缺勤2次以內(nèi)。B-缺勤3次及以上且很少參加課堂討論。5M1課堂表現(xiàn)10%A積極回答問題B回答問題C很少回答問題評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-7