《物理化学》课程教学大纲

《物理化学》课程教学大纲制定人：王琳琳教学团队审核人：徐菁利开课学院审核人：饶品华课程名称：物理化学（上、下）／Physical chemistry Ⅰ，Ⅱ课程代码：040109-040110学时：96学分：6 讲课学时：96 上机学时0 实验学时：独立设课考核方式：考试先修课程：高等数学、无机化学、分析化学、有机化学适用专业：化学工程与工艺、高分子材料与工程、环境工程、制药工程教材：南京大学付献彩等编著“物理化学”（第五版），高等教育出版社，2005主要参考书：1、天津大学编著“物理化学”（第四版），高等教育出版社，1998年2、华东理工大学胡英等编著“物理化学”（第四版），高等教育出版社，2000年一、本课程在课程体系中的定位“物理化学”是化学专业的一门核心基础理论课程。

通过本课程的学习，使学生系统地掌握物理化学的基本原理和方法，并能用以分析和解决一些实际问题。

进一步扩大知识面，打好专业基础。

进一步培养学生的独立工作能力，提高自学能力；掌握实验数据的处理及实验结果的分析和归纳方法，从而加深对物理化学基本理论和概念的理解，增强解决实际问题的能力。

使学生既具有坚实的实验基础，又具有初步的研究能力，实现由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变，成为化学专业高素质的专门人才。

二、教学目标1．使学生系统地掌握物理化学的基本原理和方法，运用物理和数学的有关理论和方法研究物质的性质和变化规律。

；2．培养学生理论思维能力，能定量地描述和处理化学运动的规律与问题；3．使学生了解物理化学一般研究方法与特有研究方法，树立正确的自然观，掌握和应用科学方法论，增强他们在工作、科学研究中分析问题与解决问题的能力。

三、教学效果通过本课程的学习，学生可具备：1．系统地掌握物理化学的基本原理和方法2. 从全局的角度，思考问题、解决问题的意识；3．掌握和应用科学方法论，增强他们在工作、科学研究中分析问题与解决问题的能力。

四、教学内容与教学效果对照表五、教学内容和基本要求第一章绪论教学内容：绪论部分重点介绍物理化学的定义、研究内容、发展简史和研究方法，以及该课程的地位、重要意义和学习方法；明确教学要求。

明确物理量的表示与运算方法。

教学要求：掌握物理化学的定义、物理化学的基本内容和任务；了解物理化学发展简史，明确物理化学研究方法；明确物理化学的学习方法；明确教学要求；熟悉物理量的表示与运算。

重点难点：【本章重点】物理化学的基本内容和任务，物理量的表示与运算。

【本章难点】物理量的表示与运算。

第二章热力学第一定律教学内容：热力学概论。

基本概念，功、热、焓、恒压热容、恒容热容等的定义。

热力学第一定律，体系在相变过程、理想气体在自由膨胀过程、等温过程、等容过程、绝热过程、循环过程中的ΔU、ΔH、Q及W值的计算。

可逆过程的概念与意义。

理想气体的热力学能和焓及C P与C V的关系、理想气体在各种过程中ΔU、ΔH、Q、W的计算。

理想气体的绝热可逆过程的过程方程式。

焦耳－汤姆逊效应、实际气体在等温过程中ΔU、ΔH的计算。

等压热效应Q P、等容热效应Q V，与ΔH、ΔU的关系。

反应进度、热化学反应方程式。

用燃烧热、生成热、计算反应热；基尔霍夫定律、等压绝热反应。

离子生成焓、键焓估算反应热；溶解热和稀释热。

教学要求：了解热力学的基本内容、方法及局限性。

明确体系与环境、强度性质与容量性质、状态与状态函数、过程与途径、热力学平衡态、热力学能与标准生成焓等概念，掌握功、热、焓、恒压热容、恒容热容等的定义。

明确功和热都是与过程相联系的物理量，热力学能、焓则为状态函数。

掌握状态函数的全微分性质及其应用。

掌握功的分类及体积功的计算。

掌握热力学第一定律，并能熟练地计算体系在相变过程、理想气体在自由膨胀过程、等温过程、等容过程、绝热过程、循环过程中的ΔU、ΔH、Q及W的值。

明确可逆过程概念与意义。

化学反应速率的定义、表示方法；了解热力学第一定律对实际气体的应用。

掌握第一定律对理想气体的应用：理想气体的热力学能和焓及C P与C V的关系。

了解理想气体的绝热可逆过程的过程方程式。

了解焦耳－汤姆逊效应、实际气体在等温过程中ΔU、ΔH的计算。

掌握计算化学反应热效应的方法。

等压热效应Q P、等容热效应Q V，与ΔH、ΔU的关系；Q P与Q V的相互关系。

反应进度、热化学反应方程式。

用燃烧热、生成热、计算反应热；基尔霍夫定律、等压（或恒容）绝热反应。

了解用离子生成焓、键焓估算反应热；溶解热和稀释热。

重点难点：【本章重点】基本概念、可逆过程、热力学能、功、热、焓的定义和性质。

体积功的计算。

热力学第一定律，在相变过程、理想气体在各种过程中的ΔU、ΔH、Q及W的计算，理想气体的绝热可逆过程的过程方程式的推导，焦耳－汤姆逊效应。

化学反应热及用燃烧热、生成热计算反应热；基尔霍夫定律。

【本章难点】状态与状态函数、可逆过程、热力学能与焓的概念。

理想气体的绝热可逆过程的过程方程式的推导。

焦耳－汤姆逊效应。

化学反应热及用燃烧热、生成热计算反应热；基尔霍夫定律。

第三章热力学第二定律教学内容自发过程的共同特征，热力学第二定律。

卡诺循环和卡诺原理，克劳修斯不等式，熵和熵增原理，熵变的计算及熵判据的应用。

规定熵、标准熵的概念及其计算、应用。

亥姆霍兹函数F、吉布斯函数G的定义及判据。

ΔS、ΔG与ΔF的计算。

热力学第二定律对各种过程的分析与应用。

热力学基本关系式、对应系数关系式、麦克斯韦关系式，及其简单应用。

吉布斯－亥姆霍兹公式。

克拉贝龙方程和克－克方程式，楚顿规则。

教学要求：了解自发过程的共同特征，正确理解第二定律的克劳修斯说法与开尔文说法，明确热力学第二定律的意义。

了解卡诺循环的意义；理解卡诺原理。

明确从卡诺原理得出克劳修斯原理和熵函数的逻辑推理，从而理解克劳修斯不等式的重要性与熵函数概念，明确熵与热温商的区别和联系。

明确熵函数定义，熵增原理，熵变的计算及熵判据的应用，了解熵的统计意义。

了解热力学第三定律的基本内容，明确规定熵、标准熵的概念及其应用。

熟记并理解亥姆霍兹函数F、吉布斯函数G的定义及判据。

熟悉热力学第二定律对各种过程的分析与应用。

熟记热力学基本关系式、对应系数关系式、麦克斯韦关系式，掌握其简单应用。

会使用熵判据和吉布斯函数判据。

能熟练计算一些简单过程的ΔS、ΔG与ΔF值。

能熟练地运用吉布斯－亥姆霍兹公式。

了解克拉贝龙方程和克拉贝龙－克劳修斯方程式的意义，掌握其应用；了解楚顿规则。

重点难点：【本章重点】热力学第二定律，克劳修斯不等式及其推导，熵和熵增原理，熵变的计算及熵判据，吉布斯函数G。

热力学基本关系式及麦克斯韦关系式。

ΔS、ΔG与ΔF计算，吉布斯－亥姆霍兹公式。

克拉贝龙方程和克拉贝龙－克劳修斯方程。

【本章难点】从卡诺原理得出克劳修斯原理和熵函数的逻辑推理，熵函数概念，熵增原理，热力学函数判据，ΔS、ΔG与ΔF值的计算。

第四章多组分系统热力学教学内容：溶液组成表示法及相互关系。

偏摩尔量与化学势的概念，偏摩尔量的集合公式、偏摩尔数量的求法。

化学势的定义和化学势判据，化学势在相平衡体系中的应用，化学势与温度、压力的关系。

拉乌尔定律与亨利定律。

气体的化学势、逸度及逸度系数的定义。

气体的标准态和标准态选择。

理想液态混合物的热力学通性和微观特征，理想液态混合物中各组分的化学势。

溶液中组分的化学势，活度与活度系数的定义和测定方法。

渗透系数、绝对活度和超额函数。

稀溶液的依数性及其条件。

杜亥姆-马居尔公式。

教学要求：了解溶液组成表示法及相互关系。

明确偏摩尔量与化学势的概念和意义，了解它们之间的联系与区别。

明确偏摩尔数量的集合公式、吉布斯－杜亥姆公式、了解偏摩尔数量的求法。

掌握化学势的定义和化学势判据，了解化学势在相平衡体系中的应用、化学势与温度、压力关系。

掌握拉乌尔定律与亨利定律。

掌握理想气体的化学势、非理想气体的化学势、逸度及逸度系数的定义。

气体的标准态和标准态选择。

了解依据状态方程求逸度及牛顿图。

掌握理想液态混合物的热力学通性和微观特征，理想液态混合物中各组分的化学势。

掌握溶液中组分的化学势的概念和公式，明确标准态的选择，活度与活度系数的定义和测定方法。

了解渗透系数、绝对活度和超额函数。

明确稀溶液的依数性及其条件，公式推导及计算。

了解杜亥姆-马居尔公式。

重点难点：【本章重点】偏摩尔量与化学势，拉乌尔定律与亨利定律，气体的化学势、逸度及逸度系数的定义，标准态选择，理想液态混合物的热力学通性和微观特征，各组分的化学势。

溶液中组分的化学势，标准态的选择，活度与活度系数的定义和测定方法。

稀溶液的依数性。

【本章难点】偏摩尔量、化学势，逸度及逸度系数的定义，标准态的选取。

第五章化学平衡教学内容：化学平衡的热力学条件及化学反应等温方程式。

标准生成吉布斯函数Δf G m 。

标准平衡常数K 的意义和的测定，K 、平衡组成及平衡转化率的计算。

理想气体反应和复相反应的平衡常数和平衡组成的计算，K 和K p、K c、K x之间的换算。

实际气体反应、液相反应的平衡常数及其各种表达式。

均相及多相反应Δr G m的意义及其平衡常数表达式。

分解压力和分解温度概念和计算。

温度、压力、惰性气体因素对平衡的影响。

同时平衡和反应的耦合。

教学要求：明确化学平衡的热力学条件及化学反应等温方程式的导出，掌握化学反应等温方程式的意义及其应用，会判断化学反应的方向和限度，了解化学反应亲合势A。

理解标准生成吉布斯函数Δf G m 与反应过程G的意义，掌握Δr G m ＝-RT ln K 的有关计算。

明确标准平衡常数K 的意义、平衡常数的测定，熟练掌握理想气体反应和复相反应的平衡常数和平衡组成的计算，以及标准平衡常数K 和经验平衡常数K p、K c、K x之间的换算。

掌握标准生成吉布斯函数Δf G m 的定义。

了解实际气体反应、液相反应的平衡常数及其表达式，实际气体反应的平衡常数计算方法。

了解均相及多相反应Δr G m的意义及其平衡常数表达式有什么不同。

理解从吉布斯－亥姆霍兹方程推导化学反应等压方程式的思路，并会运用该方程进行有关计算，掌握浓度、压力、惰性气体因素对平衡的影响。

掌握固体分解压力和分解温度概念和计算。

了解同时平衡和反应的耦合。

掌握连续流动釜式反应器的浓度特征和温度特征；重点难点：【本章重点】化学反应等温方程式，Δr G m ＝-RT ln K 、平衡组成及平衡转化率的计算。

化学反应等压方程式，各种因素对平衡的影响。

分解压力和分解温度的概念和计算。

【本章难点】反应过程G的意义，实际气体反应、液相反应的平衡常数及其各种表达式。

等压方程式，固体分解压力和分解温度的概念和计算。

第六章相平衡教学内容：相律的推导相律过程，应用。

单组分体系相图二组分完全互溶双液系的p－x图、T－x图、杠杆规则及有关计算。