《物理化學(xué)B1》教學(xué)大綱

《物理化學(xué)B1》教學(xué)大綱課程英文名PhysicalChemistry課程代碼G0703K09學(xué)分3總學(xué)時(shí)48理論學(xué)時(shí)48實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類(lèi)別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)必修課先修課程高等數(shù)學(xué)適用專(zhuān)業(yè)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)課學(xué)院材料學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位《物理化學(xué)》是高等工科院校材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)必修的基礎(chǔ)理論課，是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，屬于理論化學(xué)的范疇，主要內(nèi)容包括：（1）化學(xué)反應(yīng)的方向和限度；（2）化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理；（3）物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間的關(guān)系。課程的目的是在先行課的基礎(chǔ)上，運(yùn)用物理和數(shù)學(xué)的有關(guān)理論和方法進(jìn)一步定量地研究物質(zhì)化學(xué)變化的普遍規(guī)律，通過(guò)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本方法，以增強(qiáng)他們?cè)诳茖W(xué)研究和實(shí)踐中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。《物理化學(xué)B1》的內(nèi)容主要包括氣體的PVT關(guān)系、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡幾大部分，學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)能夠掌握化學(xué)反應(yīng)的基本原理，能夠?qū)蒲谢蚬こ虒?shí)踐中實(shí)際發(fā)生的、或可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的程度、可能性以及相變情況進(jìn)行判斷。（二）課程目標(biāo)（1）掌握理想氣體狀態(tài)方程，掌握范德華方程，理解真實(shí)氣體與理想氣體的差別，了解壓縮因子在實(shí)際工業(yè)中的應(yīng)用。（2）辨析并掌握熱力學(xué)的基本概念，掌握熱、功與熱力學(xué)能三者的區(qū)別與聯(lián)系，掌握熱力學(xué)第一定律，充分理解焓、內(nèi)能等狀態(tài)函數(shù)的意義及其特點(diǎn)，掌握等溫、等容、等壓與絕熱過(guò)程中的ΔU、ΔH、ΔQ與W的計(jì)算，掌握蓋斯定律及計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的方法。（3）了解自發(fā)過(guò)程的共同特征，掌握卡諾循環(huán)和卡諾定理，掌握熱力學(xué)第二定律，掌握克勞修斯不等式與熵函數(shù)，掌握熱力學(xué)函數(shù)S、F、G的定義及與其他熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系，掌握不同特定條件下過(guò)程進(jìn)行方向與限度的判據(jù)，熟練掌握熱力學(xué)基本方程及其相關(guān)函數(shù)ΔG、ΔF與ΔS的計(jì)算與應(yīng)用。了解熵的統(tǒng)計(jì)意義和熱力學(xué)第三定律。掌握克拉佩龍Clapeyron方程及Clausius-Clapeyron方程。（4）掌握偏摩爾量的概念，掌握拉烏爾定律和亨利定律，掌握化學(xué)勢(shì)的概念，會(huì)用化學(xué)勢(shì)討論平衡問(wèn)題，掌握理想溶液的特點(diǎn)，理解理想溶液、稀溶液與非理想溶液三者的區(qū)別，掌握氣體、理想溶液及稀溶液中各組分化學(xué)勢(shì)的表達(dá)，掌握活度的概念。135（5）掌握化學(xué)平衡的熱力學(xué)條件及平衡常數(shù)的意義，掌握化學(xué)反應(yīng)等溫方程式的意義及其應(yīng)用，掌握平衡常數(shù)和平衡組成的相關(guān)計(jì)算，掌握各種不同因素對(duì)化學(xué)平衡的影響。了解非電解質(zhì)溶液反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯變與反應(yīng)平衡常數(shù)的意義及計(jì)算，了解液相反應(yīng)平衡常數(shù)的計(jì)算。135（6）掌握相律的推導(dǎo)及意義，了解繪制不同類(lèi)型相圖的基本方法，能根據(jù)由熱分析法繪制出的步冷曲線(xiàn)得出相圖，能看懂相圖，并能用相律來(lái)說(shuō)明相圖中點(diǎn)、線(xiàn)、面的意義及物系在不同情況下的相變過(guò)程，掌握杠桿規(guī)則的使用。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法《物理化學(xué)》以課堂教學(xué)為主，培養(yǎng)學(xué)生用熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)分析、設(shè)計(jì)及解決工程領(lǐng)域?qū)嶋H的或有可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及相變等問(wèn)題。（1）課堂教學(xué)主要講解物理化學(xué)的基本概念、基本原理、基本方法及相關(guān)計(jì)算，通過(guò)啟發(fā)和引導(dǎo)式教學(xué)，注重互動(dòng)，使學(xué)生能夠更加掌握基礎(chǔ)知識(shí)，形成良好的思維方式和學(xué)習(xí)方法。（2）物理化學(xué)涉及面極廣，針對(duì)這一特點(diǎn)，注重充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓自主學(xué)習(xí)成為學(xué)生的主要學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高學(xué)習(xí)效率和效果。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求（支撐程度H、M、L）237課程目標(biāo)（1）LML課程目標(biāo)（2）MLL課程目標(biāo)（3）MML課程目標(biāo)（4）LLL課程目標(biāo)（5）HMH課程目標(biāo)（6）LMH四、課程主要內(nèi)容與基本要求知識(shí)點(diǎn)主要內(nèi)容基本要求對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)①氣體的PVT關(guān)系①理想氣體狀態(tài)方程L2（1）②熱力學(xué)第一定律①熱力學(xué)的基本概念L3（2）②熱力學(xué)第一定律L3（2）③掌握焓、內(nèi)能等狀態(tài)函數(shù)的計(jì)算L3（2）③熱力學(xué)第二定律①熱力學(xué)第二定律L3（3）②熵函數(shù)及其計(jì)算L3（3）③熱力學(xué)基本方程及其計(jì)算L3（3）④克拉佩龍Clapeyron方程L2（3）④多組分系統(tǒng)熱力學(xué)①偏摩爾量及化學(xué)勢(shì)L3（4）②氣體、理想溶液及稀溶液中各組分的化學(xué)勢(shì)及其計(jì)算L3（4）⑤化學(xué)平衡①化學(xué)反應(yīng)的方向及平衡條件L2（5）②不同因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響L3（5）⑥相平衡①相律L3（6）②不同組分氣液固相的相圖L2（6）基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟練掌握）五、課程學(xué)時(shí)安排五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)第1章緒論,第一章氣體的pVT關(guān)系理想氣體狀態(tài)方程,道爾頓分壓定律,阿馬加分體積定律21.10,1.17（1）第2章熱力學(xué)第一定律(2.1-2.3)熱力學(xué)簡(jiǎn)介,基本概念(體系,環(huán)境,狀態(tài)函數(shù)等),熱,功,熱力學(xué)能,第一定律,22.2,2.8,（2）第2章焓,恒壓熱和恒容熱,熱容,焦?fàn)枌?shí)驗(yàn),理想氣體的熱力學(xué)能和焓,可逆過(guò)程,功的計(jì)算,理想氣體恒溫可逆過(guò)程和絕熱可逆過(guò)程(2.4-2.6)42.12,2.18,2.22（2）第2章相變焓,標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓,標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓,基?；舴蚨?燃燒的最高溫度,節(jié)流膨脹(2.7,2.9-2.11)42.32,2.37,2.39（2）第3章熱力學(xué)第二定律(3.1-3.3)卡諾循環(huán),自發(fā)過(guò)程,第二定律,卡諾定理43.2（3）第3章,熵,克勞修斯不等式,熵增加原理;單純pVT變化及相變化熵變的計(jì)算方法,能斯特?zé)岫ɡ?43.10,3.13,（3）第3章第三定律,標(biāo)準(zhǔn)熵,化學(xué)反應(yīng)熵變(3.4-3.6)亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù),ΔG和ΔA的計(jì)算,過(guò)程判據(jù),43.21,3.26,（3）第3章熱力學(xué)基本方程(3.7-3.8)克拉佩龍方程,克勞修斯-克拉佩龍方程23.43,3.44,3.46（3）第4章第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)(4.1-4.2)偏摩爾量,吉布斯-杜亥姆方程,偏摩爾量之間的函數(shù)關(guān)系,化學(xué)勢(shì)及其應(yīng)用,多組分系統(tǒng)熱力學(xué)公式44.5,4.11（4）第4章理想氣體和真實(shí)氣體的化學(xué)勢(shì),拉烏爾定律和亨利定律,理想液態(tài)混合物的性質(zhì)及各組分的化學(xué)勢(shì)(4.3-4.5)44.13,4.15,4.17（4）第4章理想稀溶液,各組分的化學(xué)勢(shì),稀溶液的依數(shù)性24.20,4.23,4.28（4）第5章化學(xué)平衡(5.1-5.2)化學(xué)反應(yīng)的等溫方程,理想氣體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),平衡常數(shù)表示法及其關(guān)系25.6,5.8,5.14（5）第5章溫度,壓力及惰性氣體對(duì)平衡的影響,真實(shí)氣體的化學(xué)平衡,溶液中的化學(xué)平衡(5.3,5.4,5.6,5.7)25.20,5.27（5）第6章第六章相平衡(6.1-6.3)相律,基本概念,杠桿規(guī)則,水的相圖，二組分理想液態(tài)混合物氣液平衡相圖,二組分真實(shí)液態(tài)混合物氣液平衡相圖,46.1,6.4,6.10（6）第6章部分互溶和不互溶系統(tǒng)的氣液平衡相圖(6.4,6.5,6.7)，二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)固液平衡相圖,熱分析法,溶解度法,二組分固態(tài)互溶系統(tǒng)固液平衡相圖,生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)的固液平衡相圖(6.8-6.10)46.13,6.15（6）知識(shí)點(diǎn)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容課時(shí)數(shù)①氣體的PVT關(guān)系（4學(xué)時(shí)）緒論1理想氣體狀態(tài)方程1②熱力學(xué)第一定律（13學(xué)時(shí)）熱力學(xué)的基本概念2熱力學(xué)第一定律2掌握焓、內(nèi)能等狀態(tài)函數(shù)的計(jì)算3蓋斯定律及計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)2可逆過(guò)程及體積功1③熱力學(xué)第二定律（13學(xué)時(shí)）熱力學(xué)第二定律2卡諾循環(huán)與卡諾定理3熵函數(shù)及其計(jì)算3熱力學(xué)基本方程及其計(jì)算3克拉佩龍Clapeyron方程3④多組分系統(tǒng)熱力學(xué)（11學(xué)時(shí)）偏摩爾量及化學(xué)勢(shì)2氣體組分的化學(xué)勢(shì)及逸度2拉烏爾定律和亨利定律2理想溶液、理想稀溶液及活度2稀溶液的依數(shù)性2⑤化學(xué)平衡（9學(xué)時(shí)）化學(xué)反應(yīng)的方向及平衡條件1標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及其計(jì)算1不同因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡的影響2⑥相平衡（14學(xué)時(shí)）相律2單組分系統(tǒng)相圖2兩組分系統(tǒng)氣液相圖2兩組分系統(tǒng)液固相圖2共計(jì)64課時(shí)備注：根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況適當(dāng)調(diào)整進(jìn)度，調(diào)整習(xí)題課的課時(shí)數(shù)。 六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核形式考核內(nèi)容占比評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績(jī)課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況30%中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)生課程平時(shí)成績(jī)考核細(xì)則期末考試成績(jī)考核各知識(shí)點(diǎn)的基本概念、控制系統(tǒng)建?；驹怼⑻匦苑治龊托阅苤笜?biāo)計(jì)算、控制器設(shè)計(jì)方法。題型為分析、判斷和計(jì)算。70%試卷參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)七、推薦教材與主要參考書(shū)1、推薦教材：天津大學(xué)等編《物理化學(xué)》（上、下冊(cè)）。高教出版社。2、主要參考書(shū)：傅獻(xiàn)彩等編，《物理化學(xué)》（上、下冊(cè)）。高教出版社。1990年第四版。