物理化学教学大纲

物理化学教学大纲

课程名称：物理化学

英文名称：Physical Chemistry

课程编号：

课程总学时：96

课程学分：4

适用专业：化学（师范）

一、课程简介（课程性质、教学目的与任务）

《物理化学》是高等院校化学相关专业一门必修的基础理论课，本课程的目的是在先行课的基础上，运用物理和数学的有关理论和方法进一步定量地研究物质化学变化的普遍规律。本大纲贯彻理论联系实际与少而精的原则，使学生了解并掌握物理化学的基础知识、基本理论和基本方法，以增强他们在今后的教学和科学研究中分析问题、解决问题的能力。

物理化学是研究物质的结构、性质及其变化规律的一门基础学科。通过教学的各个环节使学生达到各章中所提出的基本要求。讲授内容应分清主次，在注意系统性的原则下，针对本学科解决问题的思想和方法，着重讲解教材的重点与难点。必须重视习题课，课外辅导和批改作业等各个重要教学环节。

通过本课程学习要培养一种理论思维能力，体会和理解根据实验现象做出假设、建立模型，通过归纳或演绎上升为理论的科学研究和思维方法；用物理化学的观点和方法来看待一切与化学运动相关的问题，即用热力学观点分析其“可能性”，用动力学观点分析其“可行性”，用分子、原子结构的观点分析其内在原因，并结合具体条件运用理论解决实际问题。

二、课程内容与基本要求

本课程总学时：（师范96），具体分配如下：

各章的基本要求

绪论

着重阐明物理化学的意义，介绍学习物理化学的方法。

基本内容：

1. 物理化学的内容和任务。

2. 物理化学的形成、发展和前景。

3. 物理化学的研究方法。

4. 怎样学习物理化学。

5. 物理化学和中学化学教学。

6. 气体知识复习

7. 简单数学知识复习

第二章热力学第一定律

基本要求：

1. 了解热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、热、状态函数、过程和途径

等。

2. 明确热力学第一定律和热力学能的概念。明确热和功只在系统与环境有能量交

换时才有意义。熟练掌握热和功的符号规定及各种过程中功与热的计算。

3. 明确准静态过程与可逆过程的意义。

4. 明确U及H都是状态函数，以及状态函数的特性。

5. 熟练应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的∆U，∆H，

Q和W。

6. 能熟练地应用生成焓、燃烧焓来计算反应焓变。会应用Hess定律和Kirchhoff

定律。

7．了解Carnot循环的意义以及理想气体在诸过程中热、功的计算。

8．从微观角度了解能量均分原理和热力学第一定律的本质。

基本内容：

1. 热力学基本概念

2. 热和功

3. 热力学第一定律

4. 可逆过程与最大功

5. 焓

6. 热容

7. 焦耳——汤姆逊效应

8. 热化学

9. 反应热效应的计算

10. 反应热效应与温度的关系

★重点：

⑴体系热力学性质、过程的特点

⑵状态函数与全微分、常用偏微分关系式

⑶各类过程的热与功计算

⑷内能与焓的性质

⑸ΔU与QV、ΔH与QP的关系

⑹热力学第一定律的应用

⑺可逆过程与最大体积功

⑻焦耳－汤姆逊效应

⑼反应进度与反应热效应

⑽利用生成热、燃烧热等计算反应热效应

⑾基尔霍夫定律应用

◆难点：

⑴状态函数的全微分性质

⑵ΔU与QV、ΔH与QP的关系

⑶可逆过程概念

⑷理想气体绝热可逆、绝热不可逆过程计算

⑸焦耳－汤姆逊效应

[6]基尔霍夫定律及其应用

第三章热力学第二定律

基本要求：

1. 了解自发过程的共同特征，明确热力学第二定律的意义

2. 了解热力学第二定律与Carnot定理的联系。理解Clausius不等式的重要性。注意在导出熵函数的过程中，公式推导的逻辑推理。

3. 熟记热力学函数S 的含义及A、G的定义，了解其物理意义。

4. 能熟练地计算一些简单过程中的∆H、Δ S、Δ A和Δ G，学会如何设计可逆过程。

5. 会运用Gibbs-Helmholtz公式。

6. 了解熵的统计意义和热力学第三定律，知道规定熵值的意义、计算及其应用。7．初步了解还可逆过程热力学关于熵流产生等基本内容。

基本内容：

1. 自发过程的共同特征

2. 热力学第二定律的表述

3. 卡诺原理

4. 过程的热温商与熵函数

5. 熵变的计算及应用

6. 过程的方向与限度的判据

7. 熵的统计意义

8. 热力学函数之间的基本关系式

9. Δ G 、Δ A 的计算与应用

10.热力学第三定律与规定熵

★重点：

⑴自发过程的共同特征

⑵热力学第二定律表述

⑶卡诺原理与克劳修斯原理

⑷熵函数引出、定义、热温商与熵变

⑸热力学第二定律数学表达式、过程方向与限度判据

⑹熵增加原理、熵的微观本质、熵产生与熵流

⑺热力学第三定律与反应熵变计算

⑻吉布斯自由能与亥姆霍兹功函引出及其应用

⑼封闭体系简单状态变化、相变化、化学反应过程ΔS、ΔF、ΔG的计算与判据

⑽热力学基本方程与热力学函数之间的基本关系式，吉布斯－亥姆霍兹（G－H）公式

⑾偏摩尔量与化学势定义

⑿化学势与温度、压力关系，化学势判据

⒀理想气体与实际气体化学势、气体化学势标准态

⒁逸度与逸度系数及其求算

◆难点：

⑴熵函数引出意义

⑵可逆过程设计与ΔS计算

⑶吉布斯自由能的概念与应用

⑷热力学函数关系式及其证明

⑸偏摩尔量与化学势判据、气体化学势与标准态