《物理化學(xué)101I(上)》課程教學(xué)大綱

ADDINCNKISM.UserStyle《物理化學(xué)101I(上)》課程教學(xué)大綱（理論課程·2023版）一、課程基本信息課程號1123D00007開課單位化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院課程名稱物理化學(xué)101I(上)PhysicalChemistry101I（VolumeOne）課程性質(zhì)必修考核類型考試課程學(xué)分3課程學(xué)時51課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課程先修課程普通物理、高等數(shù)學(xué)、無機(jī)化學(xué)適用專業(yè)（類）化學(xué)，材化，化學(xué)生物二、課程描述及目標(biāo)（一）課程簡介《物理化學(xué)》是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手來探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門學(xué)科，是化學(xué)、材化以及化學(xué)生物學(xué)等專業(yè)學(xué)生必修的一門及其重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程。它的應(yīng)用范圍很廣，滲透于應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工藝、生命科學(xué)等各個領(lǐng)域?！段锢砘瘜W(xué)》101I(上)內(nèi)容的中心為：熱力學(xué)原理(包括熱力學(xué)第零定律、第一定律、第二定律及第三定律，其中熱力學(xué)第一定律和和第二定律是經(jīng)典物理化學(xué)的基礎(chǔ))及其在多組分均相系統(tǒng)、化學(xué)平衡和相平衡中的應(yīng)用。重點(diǎn)為：五大熱力學(xué)函數(shù)（內(nèi)能、焓、熵、吉布斯自由能及亥姆霍茲自由能）的理解、變化值的求算方法及其應(yīng)用。本課程旨在通過理論教學(xué)，使學(xué)生掌握物理化學(xué)的基本原理、基本概念、基本計算及其嚴(yán)密的邏輯思維方法，讓學(xué)生了解物理化學(xué)在能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)、食品科學(xué)中的應(yīng)用和發(fā)展。具備綜合利用物理化學(xué)原理分析問題解決問題的基本能力，為后期攻讀本專業(yè)或者相關(guān)學(xué)科碩士學(xué)位或者能夠勝任科研、設(shè)計部門和高等院校相關(guān)崗位及科研工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。（二）教學(xué)目標(biāo)通過本課程，學(xué)生將學(xué)會平衡態(tài)熱力學(xué)的基本理論、基本概念和基本公式，學(xué)會熱力學(xué)基本定律（主要是第一定律和第二定律）在多組分均相系統(tǒng)、化學(xué)平衡及相平衡中的應(yīng)用。掌握熱力學(xué)的基本知識和科學(xué)思維方法，逐步具備從不同角度（宏觀和微觀）獨(dú)立分析和解決問題的能力，為繼續(xù)學(xué)習(xí)深造或從事化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的管理和技術(shù)工作提供深厚的理論基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：掌握本課程基本內(nèi)容，主要包括熱力學(xué)第零定律、第一定律、第二定律和第三定律及熱力學(xué)基本定律在均相多組分系統(tǒng)、相平衡和化學(xué)平衡的應(yīng)用，特別是五大熱力學(xué)函數(shù)（內(nèi)能、焓、熵、亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能）物理含義的理解、各種條件下變化值的求算及其應(yīng)用。課程目標(biāo)2：掌握熱力學(xué)的科學(xué)思維方法，能夠從紛繁蕪雜的系統(tǒng)中找出解決問題的思路，增強(qiáng)獲得知識及用所學(xué)知識獨(dú)立分析問題并解決分析的能力。課程目標(biāo)3：具有克服困難、互相協(xié)作、勇攀科學(xué)高峰的科學(xué)精神。課程目標(biāo)4:具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力和科學(xué)文化素養(yǎng)，為進(jìn)一步深造學(xué)習(xí)和從事化學(xué)以及化學(xué)有關(guān)的工作奠定良好的基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重1-1：系統(tǒng)掌握物理化學(xué)的基本理論和基本知識課程目標(biāo)10.42-2：具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力，具有一定的批判性思維課程目標(biāo)20.33-1：具有正確的世界觀、人生觀、價值觀，具有高度的社會責(zé)任感和良好的協(xié)作精神課程目標(biāo)30.13-2：具有良好的科學(xué)文化素養(yǎng)，掌握科學(xué)的方法論課程目標(biāo)40.2四、教學(xué)方式與方法本課程以課堂講授為主，線上學(xué)習(xí)（利用慕課和學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺）為輔的方式組織教學(xué)。采用多媒體和板書相結(jié)合、學(xué)生自學(xué)和討論以及采用翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方法，既保證教學(xué)任務(wù)高效率高質(zhì)量完成，又能適當(dāng)?shù)亟榻B本學(xué)科的前沿發(fā)展動態(tài)。對每一章典型習(xí)題進(jìn)行集中講解以強(qiáng)化難以把握知識點(diǎn)，同時進(jìn)一步提升將同學(xué)們分析問題、解決問題的能力。五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)把握熱力學(xué)四大定律（熱力學(xué)第零定律、第一定律、第二定律和第三定律）的內(nèi)容和相關(guān)公式，其中由于熱力學(xué)第一定律和第二定律是整個經(jīng)典熱力學(xué)的基礎(chǔ)，因此關(guān)于這二個定律的基本內(nèi)容、理論公式以及它們在多組分均相系統(tǒng)、化學(xué)平衡和相平衡中的應(yīng)用尤為重要。（二）教學(xué)難點(diǎn)五大熱力學(xué)函數(shù)（U、H、S、A、G）的引入，物理含義及其各種條件下其變化值的求法；熵判據(jù)、亥姆霍茲自由能判據(jù)和吉布斯自由能判據(jù)的適用條件以及應(yīng)用；偏摩爾量、化學(xué)勢的引入，物理含義以及它們在多組分均相系統(tǒng)、化學(xué)平衡和相平衡的應(yīng)用。六、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論了解物理化學(xué)的研究內(nèi)容、特點(diǎn)、發(fā)展趨勢、學(xué)習(xí)方法及其在整個化學(xué)學(xué)科知識體系中的重要地位1講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)32第章氣體了解氣體分子運(yùn)動公式的推導(dǎo)過程；了解理想氣體的微觀模型，掌握理想氣體的狀態(tài)方程；了解分子速度和能量分布公式的推導(dǎo)；掌握實(shí)際氣體與理想氣體的差別；掌握VanderWaals氣體狀態(tài)方程。0自學(xué)課程目標(biāo)13第2章熱力學(xué)第一定律掌握熱力學(xué)中的基本概念，如系統(tǒng)與環(huán)境、平衡狀態(tài)、過程與途徑、狀態(tài)函數(shù)、功和熱、內(nèi)能、焓及標(biāo)準(zhǔn)生成熱等；掌握各種過程的Q和W的計算方法；掌握熱力學(xué)第一定律的文字表述和數(shù)學(xué)公式；掌握ΔU、ΔH的計算方法及化學(xué)反應(yīng)熱的計算；了解氣體液化的原理。11講授課程目標(biāo)1、2、3、44第3章熱力學(xué)第二定律掌握熱力學(xué)第二定律的基本內(nèi)容；明確如何由第二定律引出熵函數(shù)；明確熵和吉布斯自由能變化值的物理意義以及如何在一定條件下利用它們來判斷變化的方向和進(jìn)度；掌握熱力學(xué)基本關(guān)系式和吉布斯—亥姆霍茲公式的應(yīng)用以及ΔG、ΔS的計算；掌握熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容及相關(guān)計算13講授課程目標(biāo)1、2、3、45第4章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用熟悉多組分系統(tǒng)的組成表示法及其相互之間的關(guān)系；掌握偏摩爾量和化學(xué)勢的基本概念、物理含義及其應(yīng)用；掌握氣體、氣體混合物、液體混合物、溶液中各組分化學(xué)勢的表示通式及其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)；掌握理想液體混合物的定義及通性；掌握凝固點(diǎn)降低、沸點(diǎn)升高以及滲透壓公式的推導(dǎo)過程及適用條件；了解活度和逸度的意義及求法。9講授課程目標(biāo)1、2、3、46第5章化學(xué)平衡掌握不同條件下化學(xué)反應(yīng)的判據(jù)；掌握化學(xué)反應(yīng)等溫式的推導(dǎo)過程以及應(yīng)用；掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的推導(dǎo)過程；掌握復(fù)相化學(xué)反應(yīng)及其平衡常數(shù)的表達(dá)方法；理解、的意義及應(yīng)用；熟悉溫度、壓力和惰性氣體對平衡的影響。8講授課程目標(biāo)1、2、3、47第6章相平衡掌握相、組分?jǐn)?shù)、自由度等相平衡中的基本概念；掌握相律的推導(dǎo)過程及其在相圖中的應(yīng)用；掌握克拉貝龍方程、克-克方程及其應(yīng)用；看懂不太復(fù)雜的相圖并能用相律進(jìn)行分析。了解相圖的繪制及應(yīng)用，并能解決提純和萃取的一些實(shí)際問題。9講授課程目標(biāo)1、2、3、48第7章統(tǒng)計熱力學(xué)基礎(chǔ)了解統(tǒng)計熱力學(xué)的一些基本概念；了解最可幾分布的實(shí)質(zhì)了解配分函數(shù)概念，能夠利用配分函數(shù)計算熱力學(xué)函數(shù)；了解第三定律的統(tǒng)計意義。0自學(xué)課程目標(biāo)1、2、3、4合計51七、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核類型：t考試¨考查（二）考核方式：開卷考試t閉卷考試課程論文課程報告其它：（三）成績評定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評價細(xì)則對應(yīng)課程目標(biāo)過程考核40%出勤表現(xiàn)10%考勤情況，課堂表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度等課程目標(biāo)1、2、3、4作業(yè)20%完成進(jìn)度、正確性課程目標(biāo)1、2、3、4考查或小測10%完成過程及答案的準(zhǔn)確性課程目標(biāo)1、2、4期末考核60%期末考核試卷卷面成績課程目標(biāo)1、2、3、4九、課程目標(biāo)達(dá)成評價課程目標(biāo)的實(shí)際達(dá)成效果計算方式如下，達(dá)成值越高，教學(xué)效果越好。課程目標(biāo)達(dá)成度畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度十、教材與教學(xué)參考書（一）教材《物理化學(xué)》上冊，傅獻(xiàn)彩、侯文華編，高等教育出版社，2022.8，第六版。（二）教學(xué)參考書《物理化學(xué)》（上），胡英主編，高等教育出版社，2014，第六版。《物理化學(xué)核心課程》，沈文霞，王喜章，許波連編，科學(xué)出版社，2016年，第三版?！段锢砘瘜W(xué)—概念辨析·解題方法》，范崇正、杭瑚、蔣淮渭編著，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2016，第五版。《物理化學(xué)》（PhysicalChemistry），PeterAtkins,J