《物理化學(xué)》課程教學(xué)大綱全套

《物理化學(xué)》課程教學(xué)大綱全套課程代碼53310109編寫時間2016.8課程名稱物理化學(xué)英文名稱PhysicalChemistry學(xué)分數(shù)3.5總學(xué)時數(shù)72理論講授學(xué)時55實驗實踐學(xué)時17任課教師XXX開課學(xué)院*化學(xué)與制藥工程學(xué)院課程類型□通識教育核心課□通識教育拓展課√學(xué)科基礎(chǔ)必修課□學(xué)科基礎(chǔ)選修課□專業(yè)核心課□個性化課程□實踐類課程預(yù)修課程無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、高等數(shù)學(xué)1.課程教學(xué)目標(biāo)《物理化學(xué)》是藥物化學(xué)專業(yè)的理論基礎(chǔ)學(xué)科。它是XX學(xué)現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手，借助數(shù)學(xué)、物理學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的理論及其提供的實驗手段，來探求化學(xué)變化中最具普遍性的基本規(guī)律的一門學(xué)科。它是先行課程無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)普適規(guī)律的理論歸納和定量探討，是后續(xù)專業(yè)知識深造和科研工作的理論基礎(chǔ)，也是連接化學(xué)與其它學(xué)科的橋梁。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立系統(tǒng)的化學(xué)理論分析和解決問題的綜合能力。提高學(xué)生認識、應(yīng)用化學(xué)規(guī)律的能力，能夠XX學(xué)變化過程中的現(xiàn)象看到事物發(fā)展的本質(zhì)。具體要求達到的課程教學(xué)目標(biāo)如下：知識目標(biāo)：通過本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)比較牢固地掌握物理化學(xué)的基本概念、基本理論和計算方法。大體來說，主要有以下三個問題：（1）化學(xué)反應(yīng)進行的方向和限度問題。（2）化學(xué)反應(yīng)的機理問題。（3）物質(zhì)的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系問題。能力目標(biāo)：應(yīng)使學(xué)生得到一般科學(xué)方法的進一步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。特別是通過熱力學(xué)和動力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進一步熟悉，從實驗結(jié)果出發(fā)進行歸納、演繹及由假設(shè)和模型上升為理論，并結(jié)合具體條件應(yīng)用理論解決具體問題的一般的科學(xué)方法，為進一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能和科學(xué)研究能力。素質(zhì)目標(biāo)：教書與育人相結(jié)合，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進行辯證唯物主義教育、思想品德教育，使學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀；注重培養(yǎng)學(xué)生嚴謹認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度以及團隊協(xié)作等職業(yè)素養(yǎng)。2.課程教學(xué)目的與任務(wù)依據(jù)“以學(xué)生為中心”的教育教學(xué)理念，本課程的教學(xué)目的主要是：（1）使學(xué)生在已學(xué)過的一些先行課程（無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)）的基礎(chǔ)上，對化學(xué)運動作理論和定量探討。（2）使學(xué)生能系統(tǒng)地掌握物理化學(xué)的基本知識和基本原理，加深對自然現(xiàn)象本質(zhì)的認識；（3）使學(xué)生學(xué)會物理化學(xué)的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、研究問題的能力，培養(yǎng)他們獲取知識并用來解決實際問題的能力。3.課程內(nèi)容簡介本課程適用于制藥工程專業(yè)，學(xué)分數(shù)3.5，總學(xué)時數(shù)72。物理化學(xué)是XX學(xué)現(xiàn)象與物理想象的相互聯(lián)系入手來探求化學(xué)運動中具有的普遍性一般規(guī)律的一門學(xué)科。本課程的主要內(nèi)容有1）熱力學(xué)（含理想氣體的熱力學(xué)行為，多元系統(tǒng)相圖和化學(xué)平衡）；2）化學(xué)動力學(xué)（含光化學(xué)和催化化學(xué)），反應(yīng)機理和速率方程；3）電化學(xué)（電勢產(chǎn)生的原因和電勢的計算，實際電化學(xué)過程）；4）表面現(xiàn)象和膠體化學(xué)（界面現(xiàn)象，界面吸附；膠體，雙電層結(jié)構(gòu)，大分子化合物溶液的性質(zhì)）。4.理論教學(xué)基本要求物理化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)思想是以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)為輔，以教育創(chuàng)新精神促進物理化學(xué)課程教學(xué)改革。讓學(xué)生在專業(yè)知識、綜合能力和基本素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展方面達到最佳效果。能讓學(xué)生理解、掌握熱力學(xué)基本概念、定律、原理、方法，溶液、相平衡、化學(xué)平衡的熱力學(xué)，動力學(xué)的基本概念，反應(yīng)速率理論，催化作用，電化學(xué)基礎(chǔ)，表面現(xiàn)象（界面現(xiàn)象）及膠體化學(xué)。了解其規(guī)律、定理在化學(xué)、化工、環(huán)境、材料、能源、生命、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等學(xué)科中的應(yīng)用。5.實踐教學(xué)要求實驗學(xué)時17應(yīng)開實驗項目個數(shù)6序號實驗項目名稱實驗要求學(xué)時分配實驗類型備注1燃燒熱的測定必做3綜合性2原電池電動勢的測定必做3驗證性3乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定必做3設(shè)計性4溶液表面張力的測定必做3驗證性5凝固點降低法測定物質(zhì)相對分子質(zhì)量必做2驗證性6完全互溶雙液系T-X相圖的繪制必做3綜合性6.教學(xué)方式與方法本課程主要以課堂講授（多媒體）、習(xí)題課、學(xué)生自學(xué)、教師輔導(dǎo)答疑、小組討論等教學(xué)方式進行。教學(xué)過程堅持以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體組織教學(xué)，采取互動探究式教學(xué)模式。按照知識相關(guān)性將教學(xué)內(nèi)容從傳統(tǒng)的章節(jié)整合為聯(lián)系比較緊密的若干教學(xué)模塊，同時按照各部分知識特點將教學(xué)內(nèi)容分為精講內(nèi)容（一級知識點）、導(dǎo)學(xué)內(nèi)容（二級知識點）和研討內(nèi)容（三級知識點）。精講內(nèi)容主要是定理的推導(dǎo)及應(yīng)用等難度較大部分;導(dǎo)學(xué)內(nèi)容是易于學(xué)生自學(xué)或與社會生活聯(lián)系緊密內(nèi)容;研討內(nèi)容是本學(xué)科最新理論與技術(shù)成就或與社會有關(guān)的環(huán)境、社會問題，可以利用網(wǎng)絡(luò)資源進行學(xué)習(xí)和研討。通過合理調(diào)配教學(xué)內(nèi)容，形成課堂學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)互補，師生學(xué)習(xí)與生生學(xué)習(xí)互動的學(xué)習(xí)氛圍。7.主講教師簡介和團隊成員情況主講教師簡介：XXX，女，講師（博士），主講課程：《物理化學(xué)》，《物理化學(xué)實驗》。教學(xué)團隊成員姓名性別職稱學(xué)院在教學(xué)中承擔(dān)的職責(zé)楊春霞女中級實驗師化學(xué)與制藥工程學(xué)院中級物理化學(xué)實驗教學(xué)8.課時分配表：教學(xué)模塊教學(xué)內(nèi)容學(xué)時第一部分熱力學(xué)24第二部分化學(xué)動力學(xué)12第三部分電化學(xué)10第四部分界面和膠體化學(xué)9第五部分燃燒熱的測定3第六部分原電池電動勢的測定3第七部分乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定3第八部分溶液表面張力的測定3第九部分凝固點降低法測定物質(zhì)相對分子質(zhì)量2第十部分完全互溶雙液系T-X相圖的繪制3合計學(xué)時729.教學(xué)內(nèi)容安排及要求第一部分熱力學(xué)√理論/□實踐學(xué)時24教學(xué)要求：初步了解熱力學(xué)方法的特點，正確理解幾個熱力學(xué)基本概念，掌握狀態(tài)函數(shù)的意義及其全微分性質(zhì)。掌握熱力學(xué)第一定律并能運用于物理化學(xué)過程。了解自發(fā)過程的共同特征，明確熱力學(xué)第二定律的意義。了解熱力學(xué)函數(shù)S、A、G的引出過程及的定義，理解其物理意義并會計算一些簡單過程的ΔS、ΔA、ΔG。初步了解熱力學(xué)第三定律。熟記熱力學(xué)函數(shù)（S、A、G、H、U等）間關(guān)系式。掌握各種判據(jù)的適用條件以及在不同條件下的應(yīng)用。1.一級知識點：熱力學(xué)第二定律、熵增加原理、熱力學(xué)第三定律、偏摩爾量、過程狀態(tài)變化的判據(jù)、化學(xué)勢及其表達式、克勞修斯-克拉貝龍方程、描述相平衡系統(tǒng)狀態(tài)的獨立變量、相律及應(yīng)用、2.二級知識點：可逆過程、熱力學(xué)第一定律、吉布斯自由能、熱容、熵及熵變的計算、carnot循環(huán)、carnot定理、反應(yīng)熱、Maxwell（麥克斯威）關(guān)系式、稀溶液的依數(shù)性、二元氣-液體系相圖、化學(xué)勢與溫度、壓力的關(guān)系、蒸氣壓與兩個經(jīng)驗定律、3.三級知識點：狀態(tài)函數(shù)、熱、功、焓、熱力學(xué)能、規(guī)定熵、活度、標(biāo)準態(tài)、反應(yīng)進度、多相反應(yīng)的化學(xué)平衡、二元固-液體系相圖、系統(tǒng)壓力對平衡影響、組成對平衡的影響、溫度對平衡的影響第二部分化學(xué)動力學(xué)√理論/□實踐學(xué)時12教學(xué)要求：明確基元反應(yīng)、簡單反應(yīng)、復(fù)雜反應(yīng)、反應(yīng)分子數(shù)、反應(yīng)級數(shù)、速率常數(shù)等概念，熟悉反應(yīng)速率的表示方法。掌握具有簡單級數(shù)反應(yīng)的速率公式（微分式和積分式）及其應(yīng)用，掌握簡單級數(shù)反應(yīng)的特征和測定反應(yīng)級數(shù)的幾種方法。了解典型復(fù)雜反應(yīng)和鏈反應(yīng)的動力學(xué)特征及其速率方程的建立，基本掌握復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理方法，了解反應(yīng)機理的探索方法。掌握溫度對反應(yīng)速率的影響——阿累尼烏斯公式的應(yīng)用，正確理解活化能的概念，并會用實驗數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算。1.一級知識點：速率方程、速率常數(shù)、近似處理、反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系、穩(wěn)態(tài)近似、平衡假定、推測反應(yīng)歷程、酶催化反應(yīng)、2.二級知識點：化學(xué)反應(yīng)速率、活化能、反應(yīng)歷程、鏈反應(yīng)、單分子反應(yīng)速率理論、光化學(xué)基本定律、酶催化、質(zhì)量作用定律、一、二級反應(yīng)動力學(xué)、濃度對總反應(yīng)速率的影響、平行反應(yīng)、對峙反應(yīng)、連續(xù)反應(yīng)3.三級知識點：化學(xué)反應(yīng)速率、基元反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)、簡單級數(shù)反應(yīng)、催化原理、光激發(fā)、鏈反應(yīng)的基本步驟、量子產(chǎn)率、光解與光合反應(yīng)、催化劑、催化活性、選擇性、光催化、均相催化支鏈反應(yīng)與爆炸、均相催化反應(yīng)、第三部分電化學(xué)√理論/□實踐學(xué)時10教學(xué)要求：理解電解質(zhì)水溶液的導(dǎo)電機理和離子的遷移；明確電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率、遷移數(shù)、遷移率等概念；理解離子獨立移動定律，掌握電導(dǎo)的測定及其應(yīng)用；了解強電解質(zhì)溶液理論的基本觀點和公式。熟悉電化學(xué)慣用的電極名稱和符號，掌握電池表示方法及其與電池反應(yīng)的“互譯”，掌握能斯特方程及其應(yīng)用，理解標(biāo)準電極電位的意義和用途，了解電動勢和電極電位產(chǎn)生的原因。了解電極極化的原因、極化的分類、極化的機理，理解過電位、分解電壓等概念，掌握分解電壓和析出電位的計算方法，了解電化學(xué)腐蝕的機理和防腐方法，了解幾種常見的化學(xué)電源。1.一級知識點：電遷移、遷移數(shù)、電極電勢、能斯特方程、平均離子活度與平均離子活度因子、可逆電池、電池電動勢的計算、電動勢與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系2.二級知識點：可逆電極；摩爾電導(dǎo)率、溶液電導(dǎo)、離子獨立運動定律、電導(dǎo)的測定及應(yīng)用、電動勢的測定方法、化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)性質(zhì)的測定3.三級知識點：電導(dǎo)、電導(dǎo)率、電極電勢、固體電解質(zhì)、離子液體、金屬腐蝕與防護、化學(xué)電源、太陽能電池、金屬的穩(wěn)定性、電化學(xué)保護、化學(xué)電源的性能指標(biāo)第四部分界面和膠體化學(xué)√理論/□實踐學(xué)時9教學(xué)要求：表面自由能、表面張力等概念，Kelvin公式、吉布斯吸附等溫式的應(yīng)用。理解物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別、化學(xué)吸附與催化反應(yīng)之間的關(guān)系，朗格繆爾吸附理論要點。理解膠體分散體系的超微不均勻性以及由此產(chǎn)生的膠體分散體系的動力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)及電學(xué)性質(zhì)；了解大分子溶液的性質(zhì)。1.一級知識點：Gibbs吸附公式、彎曲液體表面的附加壓力、彎曲液體表面上的蒸氣壓、Langmuir吸附等溫式、BET吸附等溫式、大分子化合物溶液的滲透壓2.二級知識點：表面自由能、界面效應(yīng)、膠體分散系統(tǒng)、膠束、吸附熱及其它形式的吸附等溫方程、電動現(xiàn)象、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉現(xiàn)象、溶膠的光學(xué)及動力性質(zhì)3.三級知識點：物理吸附與化學(xué)吸附、潤濕作用、溶液表面吸附、表面活性劑、表面活性劑的作用、表面活性物質(zhì)的基本性質(zhì)、膠體結(jié)構(gòu)、膠體性質(zhì)及其穩(wěn)定性、分散度與比表面積、鹽析和膠凝第五部分燃燒熱的測定□理論/√實踐學(xué)時3教學(xué)要求：了解量熱計（環(huán)境恒溫式量熱計）構(gòu)造和使用方法。掌握量熱法的原理。掌握量熱法的有關(guān)技術(shù)。1.一級知識點：用作圖法校正溫度（差），用標(biāo)準物質(zhì)標(biāo)定量熱計的熱容量，以及測定某些物質(zhì)的燃燒熱2.二級知識點：量熱計（環(huán)境恒溫式量熱計）構(gòu)造和使用方法3.三級知識點：第六部分原電池電動勢的測定□理論/√實踐學(xué)時3教學(xué)要求：掌握電位差計的測量原理和原電池電動勢的測定方法；加深對可逆電池、可逆電極、鹽橋等概念的理解；測定電池（Ⅰ）及電池（Ⅱ）的電動勢；了解可逆電池電動勢測定的應(yīng)用。1.一級知識點：電位差計的測定原理；原電池電動勢的測定方法2.二級知識點：可逆電池電動勢測定的應(yīng)用3.三級知識點：第七部分乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定□理論/√實踐學(xué)時3教學(xué)要求：學(xué)習(xí)電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的原理和方法以及活化能的測定方法；了解二級反應(yīng)的特點，學(xué)會用圖解計算法求二級反應(yīng)的速率常數(shù)；熟悉電導(dǎo)儀的使用。1.一級知識點：電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的原理和方法；活化能的測定方法；電導(dǎo)儀的使用方法2.二級知識點：圖解計算法求二級反應(yīng)的速率常數(shù)；二級反應(yīng)的特點3.三級知識點：第八部分溶液表面張力的測定□理論/√實踐學(xué)時3教學(xué)要求：測定不同濃度乙醇水溶液的表面張力，計算表面吸附量；了解表面張力的性質(zhì)，表面吉布斯自由能的意義以及表面張力和吸附的關(guān)系；掌握用最大泡壓法測定表面張力的原理和技術(shù)。1.一級知識點：溶液表面張力的測定原理和方法2.二級知識點：表面張力的性質(zhì)，表面吉布斯自由能的意義以及表面張力和吸附的關(guān)系3.三級知識點：第九部分凝固點降低法測定物質(zhì)相對分子質(zhì)量√理論/□實踐學(xué)時2教學(xué)要求：學(xué)會繪制步冷曲線；掌握用凝固點降低法測定物質(zhì)萘的摩爾質(zhì)量；掌握貝克曼溫度計的使用。1.一級知識點：步冷曲線的繪制方法；凝固點降低法測定物質(zhì)摩爾質(zhì)量的原理；貝克曼溫度計的使用方法2.二級知識點：凝固點降低法測定物質(zhì)相對分子質(zhì)量的應(yīng)用3.三級知識點：第十部分完全互溶雙液系T-X相圖的繪制√理論/□實踐學(xué)時3教學(xué)要求：應(yīng)用沸點測定儀測定不同組分乙醇-環(huán)已烷的混合物氣液平衡溫度，及平衡時氣、液組成；利用不同組成的混合物的折光率的不同，通過測量折光率由折光率-環(huán)已烷濃度工作曲線來確定樣品組成；由所測的平衡溫度和對應(yīng)的氣、液相的組成繪制沸點-組成圖。1.一級知識點：相圖的繪制方法；沸點測定儀的使用方法；折光率的測定方法2.二級知識點：根據(jù)折光率確定樣品組成的方法3.三級知識點：9.課內(nèi)外討論或練習(xí)、實踐、體驗等環(huán)節(jié)設(shè)計1)通過習(xí)題的分析、講解讓學(xué)生了解掌握實際問題解決中的處理能力。2)通過學(xué)生的獨立課堂設(shè)計，考察學(xué)生對定理，概念的理解情況，應(yīng)用能力。3)適當(dāng)?shù)慕榻B有關(guān)物理化學(xué)Nobel獲獎?wù)叩男畔⒑妥钋把氐目蒲蓄I(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生研究的興趣。4)通過物化實驗讓學(xué)生在實驗中去解決遇到的問題，提高學(xué)生獨立思考和解決實際問題的能力。10.考核和評價方式對學(xué)生學(xué)習(xí)效果采取多種形式的教學(xué)評價方法和考試方式，綜合評價學(xué)生的知識掌握、素質(zhì)培養(yǎng)等情況。結(jié)合物理化學(xué)課程特點，其評價方式采取平時成績（占30%）、筆試成績（占70%）相結(jié)合。平時成績包括上課情況、導(dǎo)學(xué)內(nèi)容完成情況、學(xué)生回答問題情況、開展討