物理化學(xué)B教學(xué)大綱.doc

422.010.1 物理化學(xué)（）教學(xué)大綱學(xué)分?jǐn)?shù)4 周學(xué)時(shí)4總學(xué)數(shù)72教學(xué)目的與要求課程性質(zhì)：物理化學(xué)(B)是生物類各專業(yè)本科學(xué)生的一門基礎(chǔ)課程，學(xué)生在修讀完普通化學(xué)B、高等數(shù)學(xué)、普通物理和有機(jī)化學(xué)課程后可修讀本課程。基本內(nèi)容：物理化學(xué)是用物理的理論及實(shí)驗(yàn)方法來(lái)研究化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)，而生命過(guò)程總是與化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程密切相關(guān)的，每個(gè)生物科學(xué)工作者都需要應(yīng)用物理化學(xué)的知識(shí)來(lái)解決工作中的問(wèn)題。本課程基本內(nèi)容有熱力學(xué)第一、第二、第三定律，溶液，化學(xué)平衡和相平衡，電化學(xué)，表面現(xiàn)象與膠體及大分子溶液，化學(xué)動(dòng)力學(xué)。基本要求：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生理解和掌握物理化學(xué)中的基本概念和基本原理，解決物理化學(xué)等實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際問(wèn)題，并能在生物系統(tǒng)中作一些應(yīng)用，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：緒論（學(xué)時(shí)）了解:物理化學(xué)的研究對(duì)象物理化學(xué)對(duì)生物研究的應(yīng)用。講課要點(diǎn)：0-1物理化學(xué)的內(nèi)容與作用0-2物理化學(xué)在生命科學(xué)中的應(yīng)用第一章 熱力學(xué)第一定律（學(xué)時(shí)）掌握：全微分和狀態(tài)函數(shù)，功，熱，內(nèi)能，可逆過(guò)程和最大體積功，焓和熱容，絕熱過(guò)程等基本概念，及熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用和反應(yīng)焓變的計(jì)算方法。理解：理想氣體的卡諾循環(huán)了解：溶解熱與稀釋熱講課要點(diǎn)：1-1熱力學(xué)的研究1-2熱力學(xué)第一定律1-3可逆過(guò)程與最大功1-4焓和熱容1-5熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用1-6絕熱過(guò)程1-7熱化學(xué)第二章 熱力學(xué)第二定律和第三定律(14學(xué)時(shí))掌握：熱力學(xué)第二定律和第三定律的各種表述及應(yīng)用；封閉體系熱力學(xué)的基本方程和 Maxwell關(guān)系式及其應(yīng)用；各種過(guò)程熵變和吉布斯自由能變化的計(jì)算方法；掌握各種判據(jù)的條件和使用方法和Clausius-Clapeyron方程的物理意義及其應(yīng)用。理解：化學(xué)勢(shì)在相變化和化學(xué)變化中的應(yīng)用,氣體的化學(xué)勢(shì)及逸度的求法，統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基礎(chǔ)。了解：物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的由來(lái)及牛頓圖的由來(lái)講課要點(diǎn)：2-1熱力學(xué)第二定律2-2熵的概念和熵變計(jì)算2-3亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能2-4封閉體系的基本方程式2-5熱力學(xué)第三定律和規(guī)定熵2-6吉布斯自由能變化的計(jì)算2-7統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)2-8純物質(zhì)兩相間的平衡2-9氣體化學(xué)勢(shì)第三章 溶液（學(xué)時(shí)）掌握：理想溶液和稀溶液的定義,稀溶液的依數(shù)性及其用途，唐南平衡，活度測(cè)定的方法和超額函數(shù)的概念。理解：集合公式和吉布斯杜亥姆公式的推導(dǎo)和應(yīng)用了解：滲透系數(shù)講課要點(diǎn)：3-1偏摩爾量3-2理想溶液和稀溶液3-3稀溶液的依數(shù)性3-4實(shí)際溶液3-5在水溶液中生物化學(xué)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能第四章 化學(xué)平衡與相平衡(10學(xué)時(shí))掌握：化學(xué)反應(yīng)等溫式、化學(xué)反應(yīng)親和勢(shì)的作用，溫度、壓力、惰性氣體等對(duì)理想氣體化學(xué)反應(yīng)平衡的影響；溶液中平衡常數(shù)的計(jì)算；理想氣體同時(shí)平衡時(shí)，平衡常數(shù)的表示式。Gibbs相律;二元相圖及其應(yīng)用。理解：化學(xué)反應(yīng)的耦合，水蒸汽蒸餾，萃取的原理了解：敞開(kāi)體系熵變 dS=diS+deS；三元鹽水相圖。講課要點(diǎn)：4-1平衡常數(shù)及化學(xué)反應(yīng)等溫方程式4-2復(fù)相化學(xué)平衡4-3溶液中的平衡常數(shù)4-4影響化學(xué)平衡的因素4-5同時(shí)平衡4-6反應(yīng)的耦合4-7相律4-8單組分體系的相圖4-9二組分體系的相圖及其應(yīng)用4-10三組分體系的相圖第五章 電化學(xué)(10學(xué)時(shí))掌握：摩爾電導(dǎo)的定義，電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用；電解質(zhì)的活度和平均活度系數(shù)，離子強(qiáng)度?？赡骐姌O的種類，電池的表示法和電池反應(yīng)，電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用；電池反應(yīng)的熱力學(xué)；生物膜電勢(shì)。理解：德拜休格爾極限公式及其應(yīng)用，淌度、遷移數(shù)的測(cè)定方法，極化作用；塔菲爾方程。了解：濃差電池和液體接界電勢(shì)講課要點(diǎn)：5-1法拉第定律5-2離子的淌度和遷移數(shù)5-3電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用5-4電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)5-5可逆電池的電動(dòng)勢(shì)5-6電池反應(yīng)的熱力學(xué)5-7電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用5-8濃差電池和液體接界電勢(shì)5-9生物膜電勢(shì)5-10極化作用第六章 表面現(xiàn)象與膠體及大分子溶液(10學(xué)時(shí))掌握：表面張力與表面自由能；楊拉普拉斯方程,開(kāi)爾文方程；吉布斯吸附等溫式和朗繆爾吸附等溫式及其適用條件；粒子大小的分布。理解：潤(rùn)濕與鋪展；膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)和溶膠穩(wěn)定性的原因。了解：表面膜；沉降和沉降平衡。講課要點(diǎn)：6-1表面張力和表面自由能6-2彎曲液面的現(xiàn)象6-3潤(rùn)濕與鋪展6-4溶液表面吸附6-5不溶性表面膜6-6氣體在固體表面的吸附6-7膠體及大分子溶液第七章 化學(xué)動(dòng)力學(xué)(10學(xué)時(shí))掌握：化學(xué)反應(yīng)的速率、質(zhì)量作用定律、反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)的概念；典型復(fù)雜反應(yīng)的速率常數(shù)計(jì)算方法；阿累尼烏斯公式，活化能的意義；穩(wěn)態(tài)近似和平衡態(tài)近似的原理及其相互關(guān)系；酶的催化機(jī)理。理解：微觀可逆性原理和仔細(xì)平衡原理；理想活塞流和理想回混流的特點(diǎn)；化學(xué)弛豫，光化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)和機(jī)理。了解：氣體反應(yīng)的碰撞理論和反應(yīng)速率的活化絡(luò)合物理論，分子束反應(yīng)，酶抑制劑和抑制機(jī)理。講課要點(diǎn)：7-1化學(xué)動(dòng)力學(xué)的任務(wù)和目的7-2化學(xué)反應(yīng)的速率7-3化學(xué)反應(yīng)的速率方程7-4由機(jī)理推導(dǎo)速率方程7-5速率方程的積分形式7-6仔細(xì)平衡原理7-7溫度對(duì)速率常數(shù)的影響7-8復(fù)雜反應(yīng)7-9化學(xué)弛豫7-10流動(dòng)體系中的反應(yīng)7-11反應(yīng)速率理論7-12光化學(xué)反應(yīng)7-13催化作用教學(xué)方式：本課程以課堂講授為主，著重講授重點(diǎn)、難點(diǎn)的章節(jié)，并根據(jù)學(xué)生的水平，適當(dāng)安排學(xué)時(shí)讓學(xué)生討論。考核方式：評(píng)分以期末閉卷考試為主。教材與參考書：教材： 基礎(chǔ)物理化學(xué)，江逢霖等譯，美WALTER J.MOORE著，復(fù)旦大學(xué)出版社，1992年。參考書: 1物理化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，范康年、鄧景發(fā)主編，復(fù)旦大學(xué)出版社，1996年。2物理化學(xué)簡(jiǎn)明教程（第三版），印永嘉、奚正楷、李大珍編，高等教育出版社，1992年。3物理化學(xué)，周日新編，南京大學(xué)出版社，1991年。4生物工作者的物理化學(xué)計(jì)算，張朝章編，安徽科學(xué)技術(shù)出版社，1990年。5物理化學(xué)（第三版)，天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編，高等教育出版社，1993年。本課程歷史沿革：本課程是生物類學(xué)生修讀的一門重要基礎(chǔ)課，從1952年起開(kāi)設(shè)。先后有張志炳、朱京、葉秀貞、李全芝、周偉舫、陸壽蘊(yùn)、李誠(chéng)芳、李承瑞、馮安春、孔德俊、范嘉范和李宏珉等主講本課程。其中張志炳、朱京、馮安春、范嘉范四位教師這門課長(zhǎng)達(dá)五個(gè)學(xué)期之久。從五十年代到八十年代，教材是各位教師自行編寫的講義，在內(nèi)容上每學(xué)期均有所改進(jìn)，主要參考書為印永嘉等編的物理化學(xué)簡(jiǎn)明教程。九十年代，使用的教材有江逢霖等譯的基礎(chǔ)物理化學(xué)，還增加了張朝章編的生物工作者的物理化學(xué)計(jì)算，周日新編的物理化學(xué)等參考書，這對(duì)生物類學(xué)生更加適用。1994年