《物理化學(xué)5》課程教學(xué)大綱

《物理化學(xué)1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱物理化學(xué)（2-1）PhysicalChemistry(2-1)課程編碼SCC810512101開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)物理化學(xué)（化工、材化類）學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時48講授48實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時48適用專業(yè)化學(xué)工程與工藝授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、無機(jī)及分析化學(xué)、高等數(shù)學(xué)（2-2）課程簡介（必修）物理化學(xué)研究由化學(xué)物質(zhì)所組成系統(tǒng)的平衡和變化規(guī)律。該學(xué)科從物質(zhì)的物理及化學(xué)變化的聯(lián)系出發(fā)，探討化學(xué)反應(yīng)以及與之相關(guān)物理過程的基本原理。該課程包括以下幾部分：經(jīng)典熱力學(xué)基本原理；熱力學(xué)原理在多組分體系、相平衡體系、化學(xué)反應(yīng)體系、電化學(xué)體系和界面體系中的應(yīng)用；探討宏觀熱力學(xué)的本質(zhì)——統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)；系統(tǒng)變化的速率和歷程問題——化學(xué)動力學(xué)。通過學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生正確理解物理化學(xué)中重要的基本概念和基本原理，掌握基本計(jì)算，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的理論基礎(chǔ)；同時還應(yīng)使學(xué)生得到科學(xué)方法的訓(xùn)練和邏輯思維能力的培養(yǎng)。Physicalchemistryisadisciplineconcerningthegeneralrulesthatgoverntheequilibriumandchangeofchemicalsystems.Itdealswiththebasicprinciplesofphysicalandchemicalchanges.Thiscourseincludesseveralpartsasfollows:thefundamentallawsofclassicalthermodynamics,theapplicationofthefundamentallawsinsystemsofmulti-components,phaseequilibrium,chemicalreaction,electrochemistryandinterfaces,explorationoftheessentialofmacroscopicthermodynamicsinstatisticthermodynamics,andtheissuesofrateandmechanismforthechangesofsystemsdiscussedinchemicalkinetics.Afterstudyingthiscourse,studentsareexpectedtohaveacorrectcomprehensionofimportantconceptsandprinciplesinphysicalchemistry.Theycanalsograspthebasicmethodsforcalculation.Theseknowledgeestablishesanecessarytheoreticalfoundationforstudyingthefollowingcourses.Inthemeantime,thestudentswillbetrainedinscientificmethodsandlogicalthinking.負(fù)責(zé)人（教師姓名）大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：使學(xué)生系統(tǒng)地掌握物理化學(xué)的基本概念、原理和方法，加深對各類化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定必要的理論基礎(chǔ);使學(xué)生掌握一般的科學(xué)研究方法以及物理化學(xué)特有的研究問題的方法。。是1.1,2.32M2目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題,及用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。是2.3三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章氣體的PVT性質(zhì)難點(diǎn)及重點(diǎn)：理想氣體微觀模型；分壓力概念；氣體液化的條件和臨界參數(shù)；壓縮因子及其求法；道爾頓定律；分壓力與分體積適用范圍；范德華方程；對應(yīng)狀態(tài)原理。////21.1理想氣體物理化學(xué)研究內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法；理想氣體狀態(tài)方程及微觀模型；M11講授1作業(yè)/自學(xué)31.2理想氣體混合物理想氣體混合物組成，分壓力的概念，道爾頓定律及阿馬加定律；M11講授1作業(yè)/自學(xué)41.3真實(shí)氣體的液化真實(shí)氣體的液化、飽和蒸氣壓、臨界參數(shù)；M11講授1作業(yè)/自學(xué)51.4真實(shí)氣體方程真實(shí)氣體對理想氣體的偏差；范德華方程M11講授1作業(yè)/自學(xué)61.5壓縮因子壓縮因子、對應(yīng)狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖M11講授1作業(yè)/自學(xué)7第2章熱力學(xué)第一定律難點(diǎn)及重點(diǎn)：狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)函數(shù)法，功、熱、熱力學(xué)能、焓在三類變化過程中的計(jì)算；狀態(tài)函數(shù)法運(yùn)用；可逆過程概念；絕熱過程熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算。////82.1熱力學(xué)基本概念熱力學(xué)、系統(tǒng)、以及狀態(tài)函數(shù)的概念。M12講授2作業(yè)/自學(xué)92.2熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律；數(shù)學(xué)表達(dá)；焦耳實(shí)驗(yàn)。M11講授1作業(yè)/自學(xué)102.3焓恒容熱、恒壓熱及焓M11講授1作業(yè)/自學(xué)112.4熱容、熱的計(jì)算熱容概念；單純pVT變化中恒容變溫過程、恒壓變溫過程熱、熱力學(xué)能變化和焓變的計(jì)算；理想氣體的熱力學(xué)能及焓M1,M22講授2作業(yè)/自學(xué)122.5相變焓相變過程熱及其他函數(shù)的計(jì)算M1,M21講授1作業(yè)/自學(xué)132.6反應(yīng)焓的概念化學(xué)計(jì)量數(shù)、反應(yīng)進(jìn)度和標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)142.7反應(yīng)焓的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)生成焓及標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓；化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算方法；化學(xué)反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系M1,M21.5講授1.5作業(yè)/自學(xué)152.8體積功的計(jì)算理想氣體恒溫可逆膨脹、壓縮過程體積功的計(jì)算；理想氣體的絕熱可逆過程方程以及體積功的計(jì)算M1,M21.5講授1.5作業(yè)/自學(xué)162.9節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹過程概念；J-T系數(shù)；實(shí)際氣體的J-T效應(yīng)M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)17第3章熱力學(xué)第二定律重點(diǎn)和難點(diǎn)：熵概念的提出以及應(yīng)用；熵、吉布斯函數(shù)變化的計(jì)算方法；系統(tǒng)變化方向的判據(jù)使用方法。////183.1熱力學(xué)第二定律自發(fā)過程的特點(diǎn)；熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述M11講授1作業(yè)/自學(xué)193.2卡諾定理卡諾循環(huán)、卡諾定理和定理推論M11講授1作業(yè)/自學(xué)203.3熵熵概念、克勞修斯不等式及熵增原理、熵判據(jù)M11講授1作業(yè)/自學(xué)213.4單純pVT變化熵變單純pVT變化熵變的計(jì)算，環(huán)境熵變計(jì)算M1,M23講授3作業(yè)/自學(xué)223.5相變熵可逆和不可逆相變過程熵變的計(jì)算M1,M21講授1作業(yè)/自學(xué)233.6熱力學(xué)第三定律熱力學(xué)第三定律；化學(xué)反應(yīng)熵變的計(jì)算M1,M22講授2作業(yè)/自學(xué)243.7亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)的推導(dǎo)，定義、意義以及應(yīng)用；計(jì)算方法M1,M21講授1作業(yè)/自學(xué)253.8熱力學(xué)基本方程熱力學(xué)基本方程、對比關(guān)系式、麥克斯韋關(guān)系式及其應(yīng)用M11講授1作業(yè)/自學(xué)263.9熱力學(xué)基本方程在單組分相變中的應(yīng)用克拉佩龍方程；克勞修斯-克拉佩龍方程M1,M21講授1作業(yè)/自學(xué)27第4章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：理解摩爾量和偏摩爾量之間的概念差異；化學(xué)勢的定義、計(jì)算方法和應(yīng)用；逸度和活度的概念。////284.1偏摩爾量偏摩爾量的定義、物理意義、集合公式以及偏摩爾量間的關(guān)系M11講授1作業(yè)/自學(xué)294.2化學(xué)勢化學(xué)勢定義、多組分系統(tǒng)的熱力學(xué)基本關(guān)系式、化學(xué)勢判據(jù)及應(yīng)用M11講授1作業(yè)/自學(xué)304.3氣體的化學(xué)勢四種情況下的氣體組分的化學(xué)勢；逸度和逸度因子M12講授2作業(yè)/自學(xué)314.4拉烏爾定律和亨利定律拉烏爾定律及亨利定律及其應(yīng)用M1,M21講授1作業(yè)/自學(xué)324.5理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物定義、化學(xué)勢表示式及特性M11講授1作業(yè)/自學(xué)334.6理想稀溶液理想稀溶液的定義，理想稀溶液中組分的化學(xué)勢表示式及分配定律M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)344.7溶液活度活度及活度因子定義，混合物與溶液的化學(xué)勢表達(dá)式M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)354.8稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性的四個性質(zhì)，具體表達(dá)式和應(yīng)用M11講授1作業(yè)/自學(xué)36第5章化學(xué)平衡重點(diǎn)和難點(diǎn)：等溫方程式；范特霍夫等壓方程式////375.1化學(xué)反應(yīng)平衡條件化學(xué)反應(yīng)平衡條件，判據(jù)，反應(yīng)親和勢M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)385.2等溫方程式化學(xué)反應(yīng)等溫方程式；理想氣體化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和相對壓力商；多相反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；平衡常數(shù)的不同表達(dá)形式M1,M22講授2作業(yè)/自學(xué)395.3平衡常數(shù)和物質(zhì)組成的關(guān)系計(jì)算平衡常數(shù)和物質(zhì)組成的關(guān)系計(jì)算，轉(zhuǎn)化率定義，計(jì)算案例示例M1,M21講授1作業(yè)/自學(xué)405.4范特霍夫等壓方程等壓方程，微分式、積分式，應(yīng)用M1,M21.5講授1.5作業(yè)/自學(xué)415.5其他因素對理想氣體化學(xué)反應(yīng)平衡的影響其他因素對理想氣體化學(xué)反應(yīng)平衡的影響，包括壓力，體積，組成，充入惰性氣體等情況M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)425.6非理想氣體的平衡常數(shù)非理想氣體的平衡常數(shù)、等壓方程式的推導(dǎo)，情況分類，應(yīng)用M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)43第6章相平衡（上半部分）重點(diǎn)和難點(diǎn)：相律的由來和應(yīng)用；單組分、二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖分析；杠杠規(guī)則。////446.1相律相律的內(nèi)容、推導(dǎo)、應(yīng)用案例M11.5講授1.5作業(yè)/自學(xué)456.2單組分相圖單組分系統(tǒng)相圖分析；靜態(tài)分析；動態(tài)分析；相律分析M10.5講授0.5作業(yè)/自學(xué)466.3二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖二組分相圖總體特征；氣相方程和液相方程；二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖分析；靜態(tài)分析；動態(tài)分析；相律分析；杠杠規(guī)則；精餾原理M1,M23講授3作業(yè)/自學(xué)476.4二組分真實(shí)液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖二組分真實(shí)液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖分析；一般偏差和最大偏差的規(guī)律；恒沸點(diǎn)和恒沸物；真實(shí)液混的精餾原理M11講授1作業(yè)/自學(xué)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.平均每章布置5道以上題目，平均每1個重要知識點(diǎn)1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨(dú)立完成評分。3.考核學(xué)生對物理化學(xué)基本原理與重要知識的掌握能力，綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要包括選擇和計(jì)算題。15%2大作業(yè)1.本課程要求能夠歸納總結(jié)主要章節(jié)基本原理、概念、公式，并利用基本原理對生活、生產(chǎn)等方面的現(xiàn)象與過程進(jìn)行理論分析，其中涉及的物理化學(xué)知識應(yīng)具有清晰的理解。10%3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(xué)生對物理化學(xué)基本原理的掌握情況，綜合運(yùn)用所學(xué)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(jì)算題等。60%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)或通過課堂小測方式檢查學(xué)生上課精力投入情況、回答問題情況；是否有明顯擾亂課堂秩序、不服從任課教師組織行為;組織一定數(shù)量的隨堂測驗(yàn)，評價學(xué)生對于剛學(xué)習(xí)知識的掌握情況和學(xué)習(xí)態(tài)度。10%5考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名、課代表點(diǎn)名、提問等5%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)15%A-獨(dú)立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、作答規(guī)范、答案準(zhǔn)確、書寫工整；B-獨(dú)立思考、按時完成，解題思路清晰、作答規(guī)范、步驟完整、答案準(zhǔn)確；C-按時完成，解題思路比較清晰、作答比較規(guī)范、步驟比較完整、答案較準(zhǔn)確；作業(yè)抄襲，未能按時完成，解題思路混亂。2M1大作業(yè)10%A-清楚物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理，能夠結(jié)合實(shí)際案例做出理論分析，并能夠進(jìn)行相關(guān)的預(yù)測。B-對于物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理比較清楚，并能夠結(jié)合實(shí)際案例做出比較合理的理論分析。C-對于物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理比較清楚。D-對于物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理不清楚。3M1期末考試60%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）4M1課堂表現(xiàn)10%A-精神狀態(tài)飽滿，回答問題準(zhǔn)確且無明顯違反課堂紀(jì)律;B-精神狀態(tài)良好，問題回答較好或針對小測問題作答部分正確且無明顯違反課堂紀(jì)律;C-精神狀態(tài)一般，問題回答一般或針對小測問題作答部分正確且無明顯違反課堂紀(jì)律;D-精神狀態(tài)較差，回答問題有誤或針對小測問題無法作答或有明顯違反課堂紀(jì)律的記錄；明顯違反紀(jì)律擾亂教師和其他學(xué)生課程秩序，情況嚴(yán)重的當(dāng)做一次或多次缺勤處理。5M1考勤5%A-全勤;B-缺勤1-2節(jié);C-缺勤3-4節(jié);D-缺勤5-15節(jié)；遲到、早退累計(jì)2節(jié)次計(jì)1節(jié)缺勤；缺勤次數(shù)累計(jì)16節(jié)（占1/3）或以上的，課程總評認(rèn)定為不及格。6M2平時作業(yè)15%A-獨(dú)立思考、按時完成，解題思路清晰、步驟完整、作答規(guī)范、答案準(zhǔn)確、書寫工整；B-獨(dú)立思考、按時完成，解題思路清晰、作答規(guī)范、步驟完整、答案準(zhǔn)確；C-按時完成，解題思路比較清晰、作答比較規(guī)范、步驟比較完整、答案較準(zhǔn)確；作業(yè)抄襲，未能按時完成，解題思路混亂。7M2大作業(yè)10%A-清楚物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理，能夠結(jié)合實(shí)際案例做出理論分析，并能夠進(jìn)行相關(guān)的預(yù)測。B-對于物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理比較清楚，并