物理化學(xué)教學(xué)大綱

物理化學(xué)教學(xué)大綱課程編碼：06100308，06100442課程英文譯名：PhysicalChemistry課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課開課對象：材料化學(xué)，高分子材料與工程，化學(xué)工程與工藝，制藥工程開課學(xué)期：3，4學(xué)分：6學(xué)分總學(xué)時：102學(xué)時講課：102學(xué)時一、說明【目的任務(wù)】本課程是化學(xué)學(xué)科的一個分支，是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。物理化學(xué)是用物理的理論和實驗方法來研究化學(xué)的一般理論問題。主要研究物質(zhì)ＰＶＴ變化、化學(xué)變化、相變化及其他有關(guān)的物理化學(xué)變化的基本原理，主要是平衡的規(guī)律和變化速率的規(guī)律。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握物理化學(xué)的基本理論、推導(dǎo)和計算方法。由于物理化學(xué)是一門邏輯推理性很強(qiáng)的學(xué)科，因此必須善于思考，認(rèn)真進(jìn)行推理才行。同時還應(yīng)使學(xué)生得到一般科學(xué)方法的進(jìn)一步訓(xùn)練，增長提出問題、分析問題和解決問題的能力?！窘虒W(xué)安排】本課程為考試課，在第3,4學(xué)期完成，總學(xué)時數(shù)為102學(xué)時。二、學(xué)時分配章節(jié)內(nèi)容學(xué)時緒論1第一章氣體的PVT關(guān)系4第二章熱力學(xué)第一定律14第三章熱力學(xué)第二定律12第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)10第五章化學(xué)平衡7第六章相平衡12第七章電化學(xué)11第十章界面現(xiàn)象10第十一章化學(xué)動力學(xué)12第十二章膠體化學(xué)9總計102三、課程內(nèi)容與教學(xué)要求緒論（1學(xué)時）【教學(xué)要求】了解物理化學(xué)課程的內(nèi)容。注意學(xué)習(xí)本課程的要求及方法。掌握物理量的表示及運(yùn)算。【教學(xué)內(nèi)容】1、物理化學(xué)課程的內(nèi)容2、學(xué)習(xí)物理化學(xué)的要求及方法3、物理量的表示及運(yùn)算第一章氣體的PVT關(guān)系（4學(xué)時）【教學(xué)要求】理解下列概念：氣體的分壓力、分體積，液體的飽和蒸汽壓，臨界參數(shù)。會應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程。了解真實氣體狀態(tài)方程及普遍化壓縮因子圖?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、理想氣體狀態(tài)方程2、理想氣體混合物3、氣體的液化及臨界參數(shù)4、真實氣體狀態(tài)方程5、對應(yīng)狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖第二章熱力學(xué)第一定律（14學(xué)時）【教學(xué)要求】理解下列概念：狀態(tài)函數(shù)、平衡狀態(tài)、可逆過程、反應(yīng)進(jìn)度、節(jié)流膨脹。明確熱力學(xué)能、焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓、及標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的定義并會應(yīng)用。會將熱力學(xué)第一定律和恒容熱、恒壓熱的概念應(yīng)用于物質(zhì)的ＰＶＴ變化、相變化和化學(xué)變化過程中熱、功、熱力學(xué)能和焓的計算。掌握熱力學(xué)中狀態(tài)函數(shù)變化值的計算方法——狀態(tài)函數(shù)法。重點：狀態(tài)函數(shù)的概念、性質(zhì)、應(yīng)用和計算，熱力學(xué)第一定律。難點：狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)，熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，可逆過程?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、熱力學(xué)基本概念2、熱力學(xué)第一定律3、恒容熱、恒壓熱，焓8、化學(xué)計量數(shù)、反應(yīng)進(jìn)度和標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓9、由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓10、節(jié)流膨脹與焦?fàn)枴獪愤d效應(yīng)第三章熱力學(xué)第二定律（12學(xué)時）【教學(xué)要求】理解熱力學(xué)第二、第三定律。明確熵函數(shù)、吉布斯函數(shù)、亥姆霍茲函數(shù)的定義。掌握在物質(zhì)的ＰＶＴ變化、相變化和化學(xué)元變化過程中熵變、吉布斯函數(shù)變及亥姆霍茲函數(shù)變的計算方法。會應(yīng)用熵判據(jù)和吉布斯函數(shù)判據(jù)。會推導(dǎo)熱力學(xué)基本方程和克拉佩龍方程并會應(yīng)用。了解麥克斯韋關(guān)系式。重視熱力學(xué)公式的適用條件。重點：熵函數(shù)、吉布斯函數(shù)的定義和計算，熵判據(jù)和吉布斯函數(shù)判據(jù)的原理，熱力學(xué)第二定律。難點：熵判據(jù)和吉布斯函數(shù)判據(jù)的準(zhǔn)則。【教學(xué)內(nèi)容】1、卡諾循環(huán)2、熱力學(xué)第二定律3、熵、熵增原理4、單純PVT變化熵變的計算7、亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)8、熱力學(xué)基本方程9、克拉佩龍非常方程10、吉布斯-亥姆霍茲方程和麥克斯韋關(guān)系式第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)（10學(xué)時）【教學(xué)要求】理解偏摩爾量和化學(xué)勢的概念。掌握理想氣體化學(xué)勢的表達(dá)式。理解下列系統(tǒng)化學(xué)勢表達(dá)式的推導(dǎo)過程：真實氣體、理想液態(tài)混合物、理想稀溶液。會應(yīng)用拉烏爾定律和亨利定律。掌握稀溶液的依數(shù)性。理解逸度、逸度因子和活度、活度因子的概念。重點：偏摩爾量和化學(xué)勢的概念，拉烏爾定律和亨利定律的應(yīng)用，稀溶液的依數(shù)性。難點：偏摩爾量和化學(xué)勢的含義?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、偏摩爾量2、化學(xué)勢3、氣體組分的化學(xué)勢4、拉烏爾定律和亨利定律5、理想液態(tài)混合物6、理想稀溶液7、稀溶液的依數(shù)性8、逸度與逸度因子9、活度及活度因子第五章化學(xué)平衡（7學(xué)時）【教學(xué)要求】明確標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義。理解等溫方程的推導(dǎo)。能利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計算平衡常數(shù)及平衡組成。能判斷一定條件下化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的方向。會分析溫度、壓力、組成等因素對平衡的影響。了解真實氣體反應(yīng)的化學(xué)平衡及混合物和溶液中的化學(xué)平衡。重點：平衡常數(shù)及平衡組成的計算?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、化學(xué)反應(yīng)的等溫方程2、理想氣體化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)5、真實氣體反應(yīng)的化學(xué)平衡6、混合物和溶液中的化學(xué)平衡第六章相平衡（12學(xué)時）【教學(xué)要求】理解相律的意義并會應(yīng)用。掌握單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點和應(yīng)用。了解三組分系統(tǒng)液——液平衡相圖。能用杠桿規(guī)則進(jìn)行分析和計算。重點：相律的應(yīng)用，單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點和應(yīng)用。難點：相律、相圖的應(yīng)用?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、相律2、杠桿規(guī)則3、單組分系統(tǒng)相圖4、二組分理想液態(tài)混合物的氣---液平衡相圖5、二組分真實液態(tài)混合物的氣---液平衡相圖6、二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)及完全不互溶系統(tǒng)的氣---液平衡相圖7、二組分固態(tài)部分不互溶系統(tǒng)的液---固平衡相圖8、二組分固態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液---固平衡相圖9、生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖10、三組分系統(tǒng)液---液平衡相圖第七章電化學(xué)（11學(xué)時）【教學(xué)要求】了解表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性質(zhì)的物理量（電導(dǎo)率、遷移數(shù)等）。了解平均離子活度因子的定義及德拜——許克爾極限公式。理解可逆電池的概念。會推導(dǎo)能斯特方程。掌握電池電動勢的計算及應(yīng)用。了解電極的種類、分解電壓、極化作用。重點：可逆電池的概念，電池電動勢的計算及應(yīng)用。難點：極化作用。【教學(xué)內(nèi)容】1、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理及法拉第定律2、離子的遷移數(shù)3、電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率4、電解質(zhì)的平均離子活度因子及休克爾極限公式5、可逆電池及其電動勢的測定6、原電池?zé)崃W(xué)7、電極電勢和液體接界電勢8、電極的種類9、原電池設(shè)計舉例10、分解電壓11、極化作用12、電解時的電極反應(yīng)第十章界面現(xiàn)象（10學(xué)時）【教學(xué)要求】理解表面張力及表面吉布斯函數(shù)的概念及其與接觸角、潤濕、鋪展的關(guān)系。了解彎曲液面對熱力學(xué)性質(zhì)的影響。了解拉普拉斯公式及開爾文公式的應(yīng)用。了解亞穩(wěn)狀態(tài)與新相生成的關(guān)系。理解物理吸附與化學(xué)吸附的含義與區(qū)別。掌握朗繆爾單分子層吸附理論和吸附等溫式。了解液－固界面、溶液表面的性質(zhì)。重點：表面張力及表面吉布斯函數(shù)與接觸角、潤濕、鋪展的關(guān)系，吸附理論和吸附方程式。難點：吸附理論，吉布斯吸附等溫式?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、界面張力2、彎曲液面的附加壓力及其后果3、固體表面4、液－固界面5、溶液表面第十一章化學(xué)動力學(xué)（12學(xué)時）【教學(xué)要求】明確下列概念：反應(yīng)速率、速率常數(shù)、反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)分子數(shù)、基元反應(yīng)。明確通過實驗建立速率方程的方法。掌握一級反應(yīng)和二級反應(yīng)的速率方程及其應(yīng)用。理解阿侖尼烏斯方程的意義并會應(yīng)用。明確活化能及指前因子的定義。了解典型復(fù)雜反應(yīng)的特征。了解處理對行反應(yīng)、平行反應(yīng)和連串反應(yīng)的動力學(xué)方法。了解鏈反應(yīng)的動力學(xué)特點。了解多相反應(yīng)的必要步驟。了解催化作用、光化學(xué)反應(yīng)、溶液中反應(yīng)的特征。了解基元反應(yīng)速率理論的基本思想，了解有效碰撞理論和過度狀態(tài)理論的含義。重點：一級反應(yīng)和二級反應(yīng)的速率方程及其應(yīng)用，阿侖尼烏斯方程的意義和應(yīng)用。難點：阿侖尼烏斯方程的意義和應(yīng)用?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率及速率方程2、速率方程的積分形式3、速率方程的確定4、溫度對反應(yīng)速率的影響，活化能5、典型復(fù)合反應(yīng)6、復(fù)合反應(yīng)速率的近似處理法7、鏈反應(yīng)8、溶液中反應(yīng)9、多相反應(yīng)10、光化學(xué)11、催化作用的通性12、單相催化反應(yīng)13、多相催化反應(yīng)第十二章膠體化學(xué)（9學(xué)時）【教學(xué)要求】掌握膠體的制備、性質(zhì)及穩(wěn)定與破壞的原因。了解懸浮液、乳狀液、泡沫、氣溶膠。重點：膠體的性質(zhì)和穩(wěn)定因素?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、膠體系統(tǒng)的制備2、膠體系統(tǒng)的化學(xué)性質(zhì)3、膠體系統(tǒng)的動力性質(zhì)4、溶膠系統(tǒng)的電學(xué)性質(zhì)5、溶膠的穩(wěn)定與聚沉6、懸浮液7、乳狀液8、泡沫9、氣溶膠