《物理化學8》課程教學大綱

《物理化學4》教學大綱一、課程基本信息課程名稱物理化學（2-2）PhysicalChemistry(2-2)課程編碼SCC810512200開課院部理學院課程團隊（未設(shè)置）學分3.5課內(nèi)學時56講授56實驗0上機0實踐0課外學時56適用專業(yè)化學授課語言中文先修課程高等數(shù)學（2-1）、無機化學（2-1）、高等數(shù)學（2-2）、大學物理（2-1）、無機化學（2-2）、大學物理（2-2）、有機化學（2-1）、分析化學課程簡介（必修）（課程簡介...）物理化學又稱理論化學，是化學學科的一個重要分支。它是借助數(shù)學、物理學等基礎(chǔ)科學的理論及其提供的實驗手段，從研究化學現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的聯(lián)系入手，探求化學運動中具有普遍性的基本規(guī)律的一門學科。物理化學是化學學科的理論基礎(chǔ)課程和骨干課程，它在化學專業(yè)所涉及的科學理論課程中處于承上啟下的樞紐地位。物理化學教學力求使學生正確理解物理化學中基本概念、基本原理及基本計算方法，從宏觀和微觀上理解化學變化的本質(zhì)，學習用數(shù)學、物理方法去研究化學過程及其基本規(guī)律，并能利用所學知識解決化學、化工中的實際問題，為后續(xù)課程的學習奠定堅實的理論基礎(chǔ)。物理化學（2-2）內(nèi)容包括：研究化學反應速率及機理的化學動力學，研究具有特殊規(guī)律的熱化學、電化學、光化學、催化及表面化學、膠體化學。(Courseintroduction...)physicalchemistry,alsoknownastheoreticalchemistry,isanimportantbranchofchemistry.Itisbasedonthetheoriesofbasicsciencessuchasmathematicsandphysicsandtheexperimentalmeansitprovides.Itstartswiththestudyoftherelationshipbetweenchemicalphenomenaandphysicalphenomena,Adisciplinethatexploresuniversalbasiclawsinchemicalmovement.Physicalchemistryisthetheoreticalbasiccourseandbackbonecourseofchemistrydiscipline.Itisinapivotalpositioninthescientifictheoreticalcourseinvolvedinchemistryspecialty.Physicalchemistryteachingstrivestoenablestudentstocorrectlyunderstandthebasicconcepts,basicprinciplesandbasiccalculationmethodsinphysicalchemistry,understandtheessenceofchemicalchangesfrommacroandmicroperspectives,andlearntousemathematics,physicalmethodstostudythechemicalprocessanditsbasiclaws,andcanusetheknowledgelearnedtosolvepracticalproblemsinchemistryandchemicalengineering,layingasolidtheoreticalfoundationforthefollow-upcourses.ThecontentsofPhysicalChemistry(2-2)include:studyingthechemicalkineticsofchemicalreactionrateandmechanism,andstudyingthermochemistry,electrochemistry,photochemistry,catalysis,surfacechemistryandcolloidchemistrywithspeciallaws.負責人（教師姓名）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)要求指標點任務自選1M1目標1：系統(tǒng)地掌握物理化學的基本知識和基本原理，加深對自然現(xiàn)象本質(zhì)的認識是2.32M2目標2：學會歸納、演繹及由假設(shè)和模型上升為理論的方法等科學思維方法是3.1,3.2,3.43.1,3.2,3.43M3目標3：通過課程學習，培養(yǎng)學生提出問題、研究問題、分析問題及用所學知識解決實際問題的能力是4.24.2三、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)1第七章第七章統(tǒng)計熱力學基礎(chǔ)本章重點難點：統(tǒng)計系統(tǒng)的分類、統(tǒng)計熱力學基本假定、Boltzmann公式、配分函數(shù)與各熱力學函數(shù)的關(guān)系////27.17.1統(tǒng)計熱力學概論熱力學與統(tǒng)計熱力學的區(qū)別與聯(lián)系，統(tǒng)計系統(tǒng)的分類，統(tǒng)計熱力學基本假定M11講授//37.27.2Boltzmann統(tǒng)計Boltzmann公式的推導與討論，*截取最大項法原理M11講授/課后作業(yè)47.37.3配分函數(shù)及熱力學函數(shù)的計算配分函數(shù)的定義及其與熱力學函數(shù)的關(guān)系，配分函數(shù)的分離，各配分函數(shù)的求法及其對熱力學函數(shù)的貢獻，分子的全配分函數(shù)，最低能級的選擇對熱力學函數(shù)的影響，用配分函數(shù)計算標準摩爾吉布斯自由能和反應的平衡常數(shù)M1,M26講授/課后作業(yè)5第八章第八章電解質(zhì)溶液本章重點難點：Faraday定律、電解質(zhì)溶液導電能力評價及電導應用、電解質(zhì)的平均活度////68.18.1電化學基本概念和Faraday定律原電池、電解池、陰極-陽極、正極-負極、電極及電池反應，導電機理、法拉第定律及其應用M11講授/課后作業(yè)78.28.2離子的電遷移現(xiàn)象，電遷移率和遷移數(shù)電遷移現(xiàn)象、遷移速率、遷移率、遷移數(shù)、遷移數(shù)的測定方法--希托夫法和界面移動法，遷移數(shù)的計算M1,M21講授/課后作業(yè)88.38.3電解質(zhì)溶液的電導電解質(zhì)溶液的電導、電導率、摩爾電導率及其與濃度的關(guān)系，離子獨立運動定律及離子的摩爾電導率，電導測定的應用M1,M22講授/課后作業(yè)98.48.4電解質(zhì)溶液的活度電解質(zhì)的平均活度和平均活度系數(shù)，離子強度，強電解質(zhì)溶液的離子互吸理論，Debye-Huckel極限公式M1,M31講授/課后作業(yè)10第九章第九章可逆電池的電動勢及其應用本章重點難點：可逆電池及可逆電極、可逆電池熱力學、Nernst方程、電動勢測定的應用////119.19.1可逆電池及電極可逆電池，可逆電極及其類型、電極反應，可逆電池電動勢的符號、電池的寫法，電動勢的測定M12講授/課后作業(yè)129.29.2可逆電池熱力學Nernst方程，可逆電池的熱力學M1,M23講授/課后作業(yè)139.39.3電池電動勢電動勢產(chǎn)生的機理，電極電勢，標準氫電極和標準電極電勢，電池電動勢，電動勢測定的應用M2,M33講授/課后作業(yè)14第十章第十章電解與極化作用本章重點難點：分解電壓、極化、電解時電極上的反應////1510.110.1分解電壓電解電流與電壓的關(guān)系、理論分解電壓、實際分解電壓、主要的電壓降M11講授/測驗1610.210.2極化及電極上的反應極化現(xiàn)象及產(chǎn)生極化的原因，極化曲線-超電視的測定，氫超電勢，電解時電極上的競爭反應M1,M22講授/課后作業(yè)17第十一章第十一章化學動力學基礎(chǔ)（一）本章重點難點：化學反應速率的表示、質(zhì)量作用定律、反應速率常數(shù)、簡單級數(shù)反應及典型復雜反應的速率方程及動力學特征、Arrhenius經(jīng)驗式、復雜反應速率方程的近似方法////1811.111.1化學反應動力學概述及化學反應速率的表示方法反應速率定義，反應速率表示方法、反應速率的測定方法M10.5講授/課后作業(yè)1911.211.2化學反應速率方程基元反應和非基元反應，質(zhì)量作用定律，反應速率常數(shù)，反應級數(shù)和反應分子數(shù)M12講授//2011.311.3具有簡單級數(shù)反應的速率方程及動力學特征零級反應、一級反應、二級反應、n級反應的速率方程及動力學特征M12講授/課后作業(yè)2111.411.4化學反應速率方程的建立積分法、微分法、半衰期法確定反應速率方程M2,M31講授/課后作業(yè)2211.511.5復雜反應對峙反應、平行反應、連續(xù)反應的速率方程及動力學特征M2,M32講授/課后作業(yè)2311.611.6溫度對反應速率的影響溫度對反應速率的影響類型、阿累尼烏斯方程及其應用、活化能定義及物理意義、指前因子，M13講授/課后作業(yè)2411.711.7鏈反應鏈反應及其特征、燃燒反應、爆炸反應M10.5講授/測驗2511.811.8建立復雜反應速率方程的近似方法穩(wěn)態(tài)近似法、平衡態(tài)近似法、速率控制步驟法M2,M32講授/課后作業(yè)26第十二章第十二章化學動力學基礎(chǔ)（二）本章重點難點：碰撞理論、過渡狀態(tài)理論、光化反應特點////2712.112.1碰撞理論雙分子的互碰頻率和速率常數(shù)的推導，反應域能與實驗活化能的關(guān)系，概率因子M11講授/課后作業(yè)2812.212.2過渡狀態(tài)理論勢能面，由過渡態(tài)理論計算反應速率常數(shù)，活化絡(luò)合物的活化能和指前因子與諸熱力學函數(shù)之間的關(guān)系M11.5講授/課后作業(yè)2912.312.3光化反應及溶液中反應光化學反應與熱化學反應的區(qū)別，光化反應的過程，光化學最基本定律，量子產(chǎn)率，光化反應動力學，光化學平衡和熱化學平衡,在溶液中進行的反應及特點M1,M21.5講授/課后作業(yè)30第十三章第十三章表面物理化學本章重點難點：表面Gibbs自由能、表面張力、彎曲表面下的附加壓力、彎曲表面上的蒸氣壓、Gibbs吸附等溫式、液固界面的潤濕作用、固體表面的單分子層吸附理論及Langmuir等溫式////3113.113.1表面張力及表面Gibbs自由能表面Gibbs自由能，表面張力，表面熱力學基本公式；表面張力與溫度、溶液濃度的關(guān)系M11.5講授//3213.213.2彎曲表面的附加壓力和蒸氣壓彎曲表面下的附加壓力，Young-Laplace公式，毛細現(xiàn)象，彎曲表面上的蒸氣壓Kelvin公式及其應用M1,M22講授/課后作業(yè)3313.313.3溶液的表面吸附-Gibbs吸附等溫式Gibbs吸附等溫式M2,M31講授/課后作業(yè)3413.413.4液-液界面的性質(zhì)表面壓及其測定方法，液固界面潤濕作用，接觸角與潤濕方程M2,M31講授/課后作業(yè)3513.513.5表面活性劑及其作用表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點、分類、用途；臨界膠束濃度M31講授//3613.613.6固體表面的吸附固體表面的特點，吸附等溫線及特點，單分子層吸附理論及Langmuir等溫式，多分子層吸附理論及BET公式，其它吸附等溫式，吸附現(xiàn)象的本質(zhì)，吸附熱M2,M33講授/課后作業(yè)3713.713.7氣-固相表面催化反應及動力學多相催化步驟、催化反應的特點、催化劑定義及特點；吸附為控制步驟的動力學M2,M30.5講授//38第十四章第十四章膠體分散系統(tǒng)本章重點難點：膠體的基本特性、溶膠的電學性質(zhì)、雙電層理論及膠團結(jié)構(gòu)、溶膠的穩(wěn)定和聚沉////3914.114.1膠體和膠體的基本特性分散體系定義、分類；膠體分散體系定義；膠體的基本性質(zhì)，溶膠的制備和凈化M10.5講授//4014.214.2溶膠的動力性質(zhì)，光學性質(zhì)膠粒的布朗運動、沉降和擴散；溶膠的丁達爾效應及產(chǎn)生的原因M11講授/課后作業(yè)4114.314.3溶膠的電學性質(zhì)雙電層理論和ζ電勢，膠團結(jié)構(gòu)，溶膠的穩(wěn)定和聚沉，DLVO理論M1,M22講授/課后作業(yè)4214.414.4乳狀液乳狀液的類型，乳化劑的作用，乳狀液的不穩(wěn)定性M1,M20.5講授//4314.514.5大分子溶液唐南平衡M2,M31講授/課程論文四、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4-8道題目，平均每次課2-4道題。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成正確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學生對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；題型主要為計算題及證明題10%2隨堂測驗1.每章一次隨堂測驗。2.成績采用百分制，根據(jù)答題情況評分。3.考核學生對物理化學基礎(chǔ)知識的掌握及應用能力。20%3課堂提問1.每堂課提問3-5個同學，每學期每個同學被提問2次。2.根據(jù)回答問題的正確定評分。5%4結(jié)課報告1.評述自己對物理化學理論的認識、物理化學知識在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的應用；2.按學術(shù)論文格式撰寫，字數(shù)不低于1000字。3.根據(jù)對問題認識深度、是否抄襲評分。10%5考勤隨機點名5%6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.主要考核學生對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、計算題等。50%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)10%A-按時提交作業(yè)，物理化學的基本知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，物理化學的基本知識點理解存在少量錯誤。2M1隨堂測驗20%A-90-100;B-80-89;C-70-79;D-60-69；E-0-593M1課堂提問15%A-回答完全正確;B-回答基本正確;C-回答錯誤較多;D-回答完全錯誤4M1結(jié)課報告10%A-內(nèi)容豐富、邏輯清晰、概念正確、表達清楚;B-內(nèi)容豐富、邏輯清楚、概念理解存在少量錯誤、表達基本清晰;C-內(nèi)容豐富、邏輯較為混亂、概念理解較多錯誤;D-內(nèi)容簡單、邏輯混亂、概念不清5M1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。6M1期末考試40%（見試卷評分標準）7M2平時作業(yè)10%A-按時提交作業(yè)，物理化學的基本知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，物理化學的基本知識點理解存在少量錯誤。8M2隨堂測驗20%A-90-100;B-80-89;C-70-79;D-60-69；E-0-599M2課堂提問5%A-回答完全正確;B-回答基本正確;C-回答錯誤較多;D-回答完全錯誤10M2結(jié)課報告10%A-內(nèi)容豐富、邏輯清晰、概念正確、表達清楚;B-內(nèi)容豐富、邏輯清楚、概念理解存在少量錯誤、表達基本清晰;C-內(nèi)容豐富、邏輯較為混亂、概念理解較多錯誤;D-內(nèi)容簡單、邏輯混亂、概念不清11M2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。12M2期末考試50%（見試卷評分標準）13M3平時作業(yè)10%A-按時提交作業(yè)，物理化學的基本知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，物理化學的基本知識點理解存在少量錯誤。14M3隨堂測驗20%A-90-100;B-80-89;C-70-79;D-60-