物理化学》课程教学大纲

《物理化学》教学大纲

课程类别：专业基础课

总学时：144学时

总学分：8学分

开设学期：第四、五学期

适用专业：化学专业、应用化学专业

先修课程：无机化学、分析化学、有机化学

一、课程性质与任务

物理化学是化学专业和应用化学专业的四大基础课程之一，是在无机化学、分析化学、有机化学课程的基础上开设的一门课程。该课程主要包括化学热力学和化学动力学两大部分，研究过程变化的可能性和速率问题。该门课程为后期学习化工基础等课程打下基础。

二、教学目的与要求

学生通过物理化学课程的学习，掌握物理化学的基本理论和基本方法，运用所学知识解决化学过程的一些实际问题，主要是：热力学三个定律，热力学基本函数及其变化的计算，并能运用这些知识定量地判断化学过程（包括溶液体系、相平衡、表面现象等）进行的方向与限度；化学动力学基本理论、几种重要的反应速率理论，并能运用这些知识定量的求算化学反应的基本动力学参数、能初步推测或判断化学反应的反应机理。

物理化学是化学基础课中比较抽象、理论性比较强的课程，也是培养学生逻辑思维和空间想象力的重要课程。物理化学中的许多分析问题、解决问题的方法是人们科学地认识自然界规律的典范，在学习物理化学课程的过程中，可以培养学生科学地分析问题、提出问题、和解决问题的能力。

三、教学时数分配

七胶体及界面化学16 16

八基元反应动力学24 24

九复杂反应动力学14 14

十基础电化学16 16

十一应用电化学# 2 2

合计144 144 *选学#自学

四、教学内容和课时分配

绪论（2学时）

教学目的和要求

1.了解物理化学课程的研究内容、方法

2.了解学习物理化学课程的方法建议

教学重点：物理化学课程的研究内容

教学内容

物理化学课程的研究内容、方法；学习物理化学课程的方法建议

第一章热力学第一定律（15学时）

教学目的和要求

1.掌握热力学基本概念

2.理解热力学第一定律基本内容

3.掌握标准摩尔反应焓的计算

4.熟练掌握各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算

教学重点：热力学第一定律基本内容、各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算

教学难点：各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算

教学内容

第一节热力学基本概念（5学时）

本节知识点包括系统与系统的性质、系统的状态、状态函数、过程与途径、热与功。

第二节热力学第一定律（2学时）

本节知识点包括热力学能、热力学第一定律、焓、热容。

第三节气体系统中的应用（4学时）

本节知识点包括理想气体、理想气体的等温过程、理想气体的绝热过程、Carnot循环、实际气体。

第四节化学反应系统中的应用（4学时）

本节知识点包括焓的规定值、标准摩尔反应焓的计算、等温化学反应、非等温化学

反应、相变过程。

第二章热力学第二定律（15学时）

教学目的和要求

1.理解热力学第二定律基本内容

2.理解熵、自由能的含义

3.理解热力学第三定律

4.掌握热力学函数之间关系和自发性判据

5.熟练掌握各种状态变化过程Q、W、△U、△H、△S、△F和△G计算

教学重点：第二定律基本内容、各种状态变化过程△S、△F和△G计算

教学难点：熵、自由能的含义、各种状态变化过程△S、△F和△G计算

第一节Clsusius不等式与熵（4学时）

本节知识点包括一切实际过程都是热力学不可逆过程、热力学第二定律的典型表述、Carnot原理、熵与过程性质的判据、熵增原理。

第二节熵变的计算与应用（4学时）

本节知识点包括热力学第三定律、等温可逆过程熵变的计算、变温可逆过程熵变的计算、不可逆过程熵变计算举例。

第三节自由能函数与自由能判据（2学时）

本节知识点包括等温等压条件下过程性质的判据、等温等容及其它条件下过程性质的判据、自发过程与做功能力、过程自发方向与限度的判据。

第四节热力学系统函数间的关系（3学时）

本节知识点包括热力学基本方程、特征偏微商和Maxwell(麦克斯韦)关系式、应用举例。

第五节自由能函数改变值的计算及应用（2学时）

本节知识点包括基本计算公式、无化学变化、无相变，只有体积功等温过程ΔG计算、等温、等压下的相变过程、等温、等压下的化学反应

第三章多组分系统热力学(14学时)

教学目的和要求：

1.理解多组分系统组成标度的各种表示方法

2.理解偏摩尔量和化学势的概念

3.掌握化学势判据及应用

4.掌握气体、液体、固体、溶液中溶剂和溶质化学势的标准态

5.掌握稀溶液、理想溶液、实际溶液的特性，化学势的表示方法及应用

教学重点：偏摩尔量和化学势的概念、气体、液体、固体、溶液中溶剂和溶质化学势的标准态

教学难点：偏摩尔量和化学势的概念、稀溶液、理想溶液、实际溶液的特性，化学势的表示方法及应用

教学内容

第一节偏摩尔量与化学势(5学时)

本节知识点包括组成标度、偏摩尔量、化学势、化学势判据、化学势与温度、压力的关系。

第二节气体混合物热力学（3学时）

本节知识点包括理想气体系统、纯实际气体系统、逸度因子及其求法、实际气体混合物。

第三节液体混合物热力学（3学时）

本节知识点包括纯液体的蒸汽压与化学势、蒸气压与两个经验定律、理想液体混合物实际液体混合物

第四节稀薄溶液热力学（3学时）

本节知识点包括理想稀溶液、实际溶液、稀溶液的依数性

第四章多相平衡系统热力学(12学时)

教学目的和要求：

1.掌握单组分两相平衡的克拉贝龙方程、克-克方程及应用

2.理解相律推导过程，掌握相律及其应用

3.掌握单组分、二组分基本相图及应用

教学重点：单组分两相平衡的克拉贝龙方程、克-克方程及应用、相律推导过程、相律应用、单组分、二组分基本相图及应用

教学难点：单组分、二组分基本相图及应用

教学内容

第一节多组分多相平衡（3学时）

本节知识点包括描述相平衡系统状态的独立变量、相律及应用、相图概述

第二节单组分多相平衡系统（3学时）