《物理化学》教学大纲48学时
《物理化学》课程教学大纲
物理化学Physical Chemistry一、课程基本情况课程类别:学科基础课课程学分:3学分课程总学时:48 学时,其中讲课:48 学时课程性质:必修开课学期:第3学期先修课程:高等数学、大学物理、材料化学适用专业:应用化学,材料物理等教材:沈文霞编,《物理化学核心教程》,科学出版社,2009年。
开课单位:物理与光电工程学院材料物理系二、课程性质、教学目标和任务本课程是适用于应用化学,材料物理等相关专业的学科基础课,本课程主要解决化学反应的方向和限度、化学反应的速率和机理等方面的问题,着重研究学科内更具普遍性的、更本质的化学运动内在规律,研究化学中的物质运动基本规律。
通过本课程的学习,要求学生了解和理解物理化学中重要的基本概念和基本知识,掌握各基本原理、定律、规则,并能进行计算和综合运用,解决一些实际问题,使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题。
该课程的任务是激发学生学习化学的兴趣,将化学知识体系和思维方法传授给学生,培养学生分析和解决一般化学问题的能力,提高学生的化学素质,从而为后继课程以及今后从事生产和科研打下一定的化学基础。
三、教学内容和要求第1章绪论(1学时)(1)明确为什么要学习物理化学,了解物理化学课程内容;(2)掌握物理化学研究与学习的方法;(3)掌握物理量的表示与运算。
重点:物理量的表示难点:物理量的表示与运算第2章气体(2学时)(1)了解低压气体的经验定律、真实气体的状态方程;(2)理解液体的饱和蒸汽压和临界状态;(3)理解道尔顿分压定律和阿马格分体积定律(4)掌握理想气体的状态方程、混合物组成表示法;重点:混合物组成表示法;难点:液体的饱和蒸汽压和临界状态;道尔顿分压定律和阿马格分体积定律;第3章热力学第一定律(7学时)3.1 热力学概论(0.5学时)(1)了解热力学的研究对象;热力学的研究方法和(2)理解热力学研究方法的局限性;(3)掌握热力学研究方法;重点:热力学研究方法;难点:热力学研究方法的局限性;3.2 热力学的一些基本概念(0.5学时)(1)掌握热力学的一些基本概念;(2)掌握状态函数的特点;重点:热力学的一些基本概念;难点:状态函数的特点;3.3 热力学第一定律(1学时)(1)理解内能(U )和焓(H)都是状态函数、热(Q)和功(W )都是与途径有关的过程量。
《物理化学》教学大纲电子教案
《物理化学》教学大纲《物理化学》教学大纲开课单位:化学与生物工程学院化学教研室学分:3 总学时:48H(理论教学48学时)课程类别:必修考核方式:考试基本面向:生物工程专业一、本课程的性质、目的和任务物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系人手,来探求化学变化的基本规律的一门科学。
物理化学研究化学变化、相变化及其它有关的物理变化的基本原理,是材料学院和生物工程学院一门必修的基础课。
通过本课程的学习,学生应比较牢固地掌握物理化学基础知识和计算方法,同时还应得到一般科学方法的进一步训练,增长提出问题、分析问题和解决问题的能力。
科学方法的训练应贯彻在课程教学的整个过程中,特别是要通过热力学和动力学的学习,使学生能学会结合具体条件应用理论解决实际问题的一般科学方法。
二、本课程的基本要求1、启发学生对本课程的认识和学习热情,介绍本课程的主要内容和学习方法。
2、理解热力学状态函数的性质和应用,理解热力学三大定律的叙述及数学表达式。
3、理解溶液和相平衡原理及应用。
4、应用热力学定律,理解化学平衡的原理及应用。
5、理解电化学的基本原理及应用。
6、理解表面现象的性质及特点。
三、本课程与其它课程的关系本课程属理论课、基础课性质,它的目的是为后继课程打好基础,化工原理》、《现代分析检测技术》、《生物化学》、《生化工程》、《生化分离工程》等将应用本课程的基础理论及知识。
四、本课程的理论教学内容绪论介绍物理化学的研究对象及主要内容,研究方法。
结合实例说明物理化学理论学习的重要性,并激发学生学习物理化学的积极性。
第一章气体熟练掌握理想气体的状态方程,了解理想气体的微观模型。
掌握道尔顿分压定律和阿马格分体积定律条件及其应用。
了解真实气体pVT行为对理想气体行为的偏差。
第二章热力学第一定律理解下列热力学基本概念:环境和系统,状态函数,途径和过程,热和功,平衡状态。
理解并掌握热力学第一的叙述及数学表达式。
明确热力学能、焓、标准生成焓、标准燃烧焓、标准反应焓、热容的定义并会应用。
(完整版)物理化学课程教学大纲
物理化学课程教学大纲一、课程说明(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;课程名称: 物理化学(PhysicalChemistry)所属专业:材料化学课程类别:专业课课程性质:专业课(必选)学分: 3学分(54学时)(二)课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程;课程简介:物理化学又称理论化学,是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手,从而找出化学运动中最具普遍性的基本规律的一门学科。
共包括4部分内容:第1部分,热力学。
内容包括:热力学第一定律、热力学第二定律、化学势、化学平衡、相平衡。
第2部分,电化学。
内容包括:电解质溶液、可逆电池电动势、不可逆电池过程。
第3部分,表面现象与分散系统。
内容包括:表面现象、分散系统。
第4部分,化学动力学。
内容包括:化学动力学基本原理、复合反应动力学。
目标与任务:使学生掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。
这种训练和培养应贯穿在课堂教学的整个过程中,使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎,或由假设和模型上升为理论,并结合具体条件用理论解决实际问题的方法。
先修课与后续相关课程:先修课:高等数学(微分、积分)、大学普通物理、无机化学、有机化学、分析化学后续相关课程:无。
(三)教材与主要参考书。
教材:物理化学简明教程,第四版,印永嘉等编,高等教育出版社出版.2007参考书目:[1] 付献彩主编,《物理化学》上、下册. 第五版.高等教育出版社出版.2006[2] 胡英主编,《物理化学》上、中、下册. 第一版,北京:高等教育出版社出版.2001[3] 宋世谟主编,《物理化学》上、下册,第四版.北京:高等教育出版社出版.2001[4] 物理化学简明教程例题与习题,第二版,印永嘉等编,高等教育出版社出版二、课程内容与安排绪论讲授,1学时。
第一章热力学第一定律1.1 热力学的研究对象1.2 几个基本概念1.3 能量守恒1.4 体积功1.5 定容及定压下的热1.6 理想气体的热力学能和焓1.7 热容1.8 理想气体的绝热过程1.9 实际气体的节流膨胀1.10 化学反应的热效应1.11生成焓及燃烧焓1.12反应焓与温度的关系(一)教学方法与学时分配讲授,8学时。
天津大学物理化学实验教学大纲
天津大学物理化学实验教学大纲课程名称:物理化学实验课程编号:2100202,2100203课程性质:必修实验指导书名称:基础化学实验教程开课学院:化工学院、材料学院、药学院、理学院一、学时、学分总学时:50 总学分:3 实验学时:48二、课程简介物理化学实验是面向化工、材料、药学院和理学院各专业开设的专业基础实验,是独立设课、并与物理化学理论课程内容相配套的实验课程。
实验教学内容综合了化学领域中各分支需要的基本研究工具和方法,在教学过程中引导学生利用物理化学及相关理论知识,解决化学、化工过程的基本问题,培养学生的基本实验技能和科学研究能力,为学生今后从事专业研究打下坚实的基础,同时对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用。
本课程以实验操作训练为主,采用三段式教学模式,即整个教学过程由理论知识课、基础性实验、综合性实验三个教学层次组成。
每学年在开始实验操作课之前,安排若干学时的理论课,讲解内容包括绪论、本课程的教学计划、实验误差分析、实验数据处理方法、实验设计方法、实验报告及实验论文书写规则等,可以使学生对即将开展的物理化学实验有个较为全面的了解。
第二阶段安排12个具有典型性和代表性的实验,对学生进行实验方法和实际技能训练。
实验内容包括热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等方面,包含了物理化学的重要实验方法和技术,这是每个学生都必须独立完成的实验,由此可使学生受到基本的训练;第三阶段为学生开设与实际应用关系密切、具有一定复杂性和综合程度的研究设计型实验,学生选做其中的若干个。
通过这种多层次、全面系统的实验训练,可以使学生掌握物理化学实验的基本方法和技能,锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力,并初步训练学生根据所学原理设计实验,选择和使用仪器,解决实际问题的能力。
物理化学实验还可以使学生巩固理论知识,加深对物理化学原理的理解,提高学生对物理化学知识灵活运用的能力,同时培养学生严肃认真、实事求是的从事科学研究的态度和作风。
物理化学课程简介及教学大纲
“物理化学”课程简介及教学大纲课程代码:课程名称:物理化学课程类别:学科基础课总学时/学分:80 / 3+2 (其中含实验或实践学时:48 )开课学期:每学年第一和第二学期适用对象:化工类专业本科生先修课程:高等数学、普通物理学、无机化学、分析化学和有机化学内容简介:物理化学也称为理论化学,是化学的重要分支之一。
物理化学是用数学和物理学的方法研究化学中最具有普遍性的一般规律。
本课程介绍研究化学变化和相变化的平衡规律和化学反应的速率规律的宏观层次理论方法,从微观到宏观层次的研究方法和多相系统的研究方法等。
包括热力学三大定律和基本方程、统计热力学、多组分系统热力学、相平衡、化学平衡、电化学、化学反应动力学、表面现象和胶体等。
一、课程性质、目的和任务【课程性质】物理化学是学生在具备了必要的高等数学、普通物理、无机化学、分析化学等基础知识之后必修的理论基础课,是应用化学、化学工程、生物化学等专业的一门主干基础理论课程,同时也是后继化学专业课程的基础。
【教学目的】通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和方法的框架,掌握热力学、动力学、电化学、统计热力学中的普遍规律和实验方法;在强化基础的同时,逐步培养学生的思维能力和创造能力。
【教学任务】本课程共分十章:热力学第一定律、热力学第二定律、统计热力学初步、溶液理论、相平衡、化学平衡、电化学、化学动力学、表面现象、胶体化学。
本课程重点在于化学基础理论、基本知识的教学,在阐述基本原理时应着重讲清整个问题的思路、介绍问题的提出背景和形成理论的思维方法,使学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法,培养解决问题的能力;在基础层次上选择有代表性的科学研究成果和实际,着眼于前沿涉及的新思想和新方法。
二、课程教学内容及要求绪论§ 1 物理化学的学科特点和发展史§ 2 物理化学的研究内容和研究方法§ 3 必要的数学知识§ 4 物理化学的学习方法和学习要求【基本要求】1. 了解学生的心理特点和学科特点,探讨物理化学的学习方法,使学生确立学好物理化学的信心。
《物理化学实验(2)》课程教学大纲一、课程基本信息
《物理化学实验(2)》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码:2、课程名称:物理化学实验(2)(计算化学)3、学时/学分:48学时/1.5学分4、先修课程:化学原理,物理化学(2),数学分析或高等数学、物理学导论或大学物理。
5、面向对象:致远荣誉计划化学方向二、课程性质和任务计算化学在原子、分子水平上阐明化学问题的本质,在创造特殊性能的新材料、新物质方面发挥着重要作用。
计算和模拟已经渗入到化学学科的各个方面,影响和改变化学学科的发展,成为继实验研究和理论研究后的第三种科研方法。
物理化学课程中量子化学理论、原子分子结构以及统计热力学理论部分可以通过本课程得到具体体现。
本课程主要通过上机操作实验,学习软件使用,辅以理论讲解,加深对物理化学中相关内容的理解和认识,初步掌握计算化学的理论和方法。
三、教学内容和基本要求本课程分类6章。
第1章介绍量子化学计算的基础知识;第2和3章分析原子、分子的电子结构;第4章包括分子的结构优化和性质计算;第5章研究分子间弱相互作用;第6章结合统计热力学和量子化学计算理想气体分子的热力学性质(内能、熵、自由能)。
所涉及的知识涵盖物理化学课程中原子分子结构、热力学以及统计热力学部分的内容。
要求学生初步掌握量子化学计算的基本理论和方法,并通过计算讨论、说明、理解和预测原子分子的物理化学性质。
教学内容如下:第一章量子化学计算方法、基组1、分子轨道理论和密度泛函理论基础2、基组的概念,Slater基组和Gauss基组3、量子化学软件(Gaussian)的使用第二章原子的电子结构计算1、原子的电子结构分析2、电子轨道图形和电子云密度3、基组的影响4、亲和能和电离势第三章双原子分子的电子结构计算1、双原子分子的电子结构2、分子轨道的组成、能级3、分子轨道的形状和电子云密度4、分子光谱5、基组的影响第四章分子的结构优化和性质计算1、分子结构优化2、HF、MP2、CCSD(T)、DFT方法比较3、分子的电荷分布、偶极矩和多极矩4、简正模式、红处和拉曼光谱频率5、屏蔽因子计算6、分子构型扫描7、前线轨道和反应机理第五章分子间弱相互作用计算1、范德华相互作用2、氢键相互作用第六章理想气体分子的热力学性质和溶剂化效应1、统计热力学基础复习2、理想气体分子内能、熵和自由能的计算3、溶剂化效应四、教学进度安排第一周第一次课1-2节课分子轨道理论和HF方法3-4节课Slater基组和Gauss基组5-6节课原子轨道和电子云密度第二次课1-2节课双原子分子的分子轨道3-4节课亲和能、电离势、光谱项5-6节课综合练习:基组对原子、分子轨道的影响第二周第一次课1-2节课MP2方法、CCSD(T)及DFT理论介绍3-4节课多原子分子结构优化5-6节课方法、基组对分子轨道、结构及能量的影响第二次课1-2节课频率计算及简正模式、红处和拉曼光谱3-4节课分子的电荷分布、偶极矩和多极矩5-6节课综合练习:运用计算化学说明和理解化学现象第三周第一次课1-2节课屏蔽因子计算3-4节课分子构型扫描5-6节课前线轨道和反应机理第二次课1-2节课分子间弱相互作用能的计算3-6节课综合练习:分子间弱相互作用第四周第一次课1-2节课统计热力学基础复习3-6节课零点能、内能、熵和自由能的计算第二次课1-2节课溶剂化效应3-6节课综合练习:化学变化的熵、焓及自由能变五、教学设计本课程以学生上机操作为主,穿插必要的理论讲解。
物理化学课程简介及教学大纲
“物理化学”课程简介及教学大纲课程代码:课程名称:物理化学课程类别:学科基础课总学时/学分:80 / 3+2 (其中含实验或实践学时:48 )开课学期:每学年第一和第二学期适用对象:化工类专业本科生先修课程:高等数学、普通物理学、无机化学、分析化学和有机化学内容简介:物理化学也称为理论化学,是化学的重要分支之一。
物理化学是用数学和物理学的方法研究化学中最具有普遍性的一般规律。
本课程介绍研究化学变化和相变化的平衡规律和化学反应的速率规律的宏观层次理论方法,从微观到宏观层次的研究方法和多相系统的研究方法等。
包括热力学三大定律和基本方程、统计热力学、多组分系统热力学、相平衡、化学平衡、电化学、化学反应动力学、表面现象和胶体等。
一、课程性质、目的和任务【课程性质】物理化学是学生在具备了必要的高等数学、普通物理、无机化学、分析化学等基础知识之后必修的理论基础课,是应用化学、化学工程、生物化学等专业的一门主干基础理论课程,同时也是后继化学专业课程的基础。
【教学目的】通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和方法的框架,掌握热力学、动力学、电化学、统计热力学中的普遍规律和实验方法;在强化基础的同时,逐步培养学生的思维能力和创造能力。
【教学任务】本课程共分十章:热力学第一定律、热力学第二定律、统计热力学初步、溶液理论、相平衡、化学平衡、电化学、化学动力学、表面现象、胶体化学。
本课程重点在于化学基础理论、基本知识的教学,在阐述基本原理时应着重讲清整个问题的思路、介绍问题的提出背景和形成理论的思维方法,使学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法,培养解决问题的能力;在基础层次上选择有代表性的科学研究成果和实际,着眼于前沿涉及的新思想和新方法。
二、课程教学内容及要求绪论§ 1 物理化学的学科特点和发展史§ 2 物理化学的研究内容和研究方法§ 3 必要的数学知识§ 4 物理化学的学习方法和学习要求【基本要求】1. 了解学生的心理特点和学科特点,探讨物理化学的学习方法,使学生确立学好物理化学的信心。
《物理化学》48学时教学学时分配与教学要求
《物理化学》48学时教学学时分配与教学要求教材:天津大学王正烈等修订,《物理化学》,第4版,高教社版华南理工大学物理化学教研室,2007年1月说明:*内容为不作教学要求的内容绪论(1学时)§0.1 物理化学课程的内容§0.2 学习物理化学的要求及方法§0.3 物理量的表示及运算1. 物理量的表示2. 对数中的物理量3. 量值计算第一章气体的pVT关系(1学时,介绍)§1.1理想气体状态方程1. 理想气体状态方程2. 理想气体模型3. 摩尔气体常数§1.2理想气体混合物1. 混合物的组成2. 理想气体状态方程对理想气体混合物的应用3. 道尔顿定律4. 阿马加定律§1.3 气体的液化及临界参数1. 液体的饱和蒸气压2. 临界参数3. 真实气体的p一V m图及气体的液化§1.4真实气体状态方程1. 真实气体的pV m一p图及波义尔温度2. 范德华方程3. 维里方程4. 其它重要方程举例*§1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图1. 压缩因子2. 对应状态原理3. 普遍化压缩因子图第二章热力学第一定律(8学时)§2.l 热力学基本概念1. 系统和环境2. 状态和状态函数3. 过程和途径§2.2热力学第一定律1. 功2. 热3. 热力学能4. 热力学第一定律§2.3恒容热、恒压热,焓1. 恒容热2. 恒压热3. 焓4. Q V = △U, Q p=△H两关系式的意义§2.4热容,恒容变温过程、恒压变温过程1. 热容2. 气体恒容变温过程3. 气体恒压变温过程4. 凝聚态物质变温过程§2.5 焦耳实验,理想气体的热力学能、焓1. 焦耳实验2. 焦耳实验的讨论,理想气体的热力学能3. 理想气体的焓§2.6 气体可逆膨胀压缩过程,理想气体绝热可逆过程方程式1. 可逆传热过程2. 气体可逆膨胀压缩过程3. 理想气体恒温可逆过程4. 理想气体绝热可逆过程§2. 7相变化过程1. 相变焓2. 相变焓与温度的关系*§2.8溶解焓及混合焓1. 溶解焓2. 稀释焓3. 混合焓§2.9化学计量数、反应进度和标准摩尔反应焓1. 化学计量数2. 反应进度3. 摩尔反应焓4. 标准摩尔反应焓§2.10 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓1. 标准摩尔生成焓及由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓*2. 溶液中溶质和离子的标准摩尔生成焓3. 标准摩尔燃烧焓和由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓4. 标准摩尔反应焓随温度的变化——基希霍夫公式5. 恒容反应热与恒压反应热之间的关系*6. 燃烧和爆炸反应的最高温度§2.1l 节流膨胀与焦耳一汤姆逊效应1. 焦耳一汤姆逊实验*2. 节流膨胀的热力学特征及焦耳一汤姆逊系数*3. 焦耳一汤姆逊系数正负号的热力学分析*§2.12 稳流过程的热力学第一定律及其应用1. 稳流过程热力学第一定律的数学式2. 稳流过程热力学第一定律应用举例第三章热力学第二定律(8学时)§3.1 卡诺循环§3.2热力学第二定律1. 自发过程举例2. 自发过程逆向进行必须消耗功3. 自发过程的共同特征4. 热力学第二定律§3.3熵、熵增原理*1.卡诺定理*2.卡诺定理的推论3. 熵4. 熵的物理意义5. 克劳修斯不等式6. 熵判据——熵增原理§3.4 单纯pVT变化熵变的计算1. 环境熵变的计算2. 凝聚态物质变温过程熵变的计算3. 气体恒容变温、恒压变温过程熵变的计算4. 理想气体pVT变化过程熵变的计算§3.5相变过程熵变的计算1. 可逆相变2. 不可逆相变§3.6 热力学第三定律和化学变化过程熵变的计算1. 能斯特热定理2. 热力学第三定律3. 规定熵和标准熵4. 标准摩尔反应熵的计算5. 标准摩尔反应熵随温度的变化§3.7 亥姆霍兹函数和吉布斯函数1. 亥姆霍兹函数2. 吉布斯函数3. 对亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据的说明4- 恒温过程亥姆霍兹函数变,吉布斯函数变的计算§3.8热力学基本方程1. 热力学基本方程2. 由热力学基本方程计算纯物质pVT变化过程的△A,△G*3. 多组分多相平衡系统恒温变压过程中的应用§3.9克拉佩龙方程1. 克拉佩龙方程2. 固一液平衡、固一固平衡积分式3. 液一气、固一气平衡的蒸气压方程——克劳修斯一克拉佩龙方程*4. 外压对液体饱和蒸气压的影响§3.10 吉布斯一亥姆霍兹方程和麦克斯韦关系式1. 吉布斯一亥姆霍兹方程*2. 麦克斯韦关系式*3. 热力学函数关系式的推导和证明第四章多组分系统热力学(4学时)§4.1 偏摩尔量1. 问题的提出2. 偏摩尔量*3. 偏摩尔量的测定法举例4. 偏摩尔量与摩尔量的差别*5. 吉布斯一杜亥姆方程*6. 偏摩尔量之间的函数关系§4.2 化学势1. 多组分单相系统的热力学公式2. 多组分多相系统的热力学公式3. 化学势判据及应用举例§4.3 气体组分的化学势1. 纯理想气体的化学势2. 理想气体混合物中任一组分的化学势3. 纯真实气体的化学势4. 真实气体混合物中任一组分的化学势§4.4 拉乌尔定律和亨利定律1. 拉乌尔定律2. 亨利定律*3. 拉乌尔定律和亨利定律的微观解释4. 拉乌尔定律与亨利定律的对比§4.5 理想液态混合物1. 理想液态混合物2. 理想液态混合物中任一组分的化学势*3. 理想液态混合物的混合性质§4.6 理想稀溶液(介绍)1. 溶剂的化学势2. 溶质的化学势*3. 其它组成标度表示的溶质的化学势*4. 溶质化学势表示式的应用举例——分配定律§4.7 稀溶液的依数性(介绍,掌握公式)1. 溶剂蒸气压下降2. 凝固点降低(析出固态纯溶剂)3. 沸点升高(溶质不挥发)4. 渗透压*§4.8 逸度与逸度因子1. 逸度及逸度因子2. 逸度因子的计算及普遍化逸度因子图3. 路易斯一兰德尔逸度规则*§4.9活度及活度因子(介绍活度概念)1. 真实液态混合物2. 真实溶液*3. 绝对活度第五章化学平衡(4学时)§5.1 化学反应的等温方程1. 摩尔反应吉布斯函数与化学反应亲和势2. 摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系,平衡条件3. 化学反应的等温方程§5.2 理想气体化学反应的标准平衡常数1. 标准平衡常数2. 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应3. 相关化学反应标准平衡常数之间的关系4. 标准平衡常数K 的测定5. 平衡组成的计算6. 其它的平衡常数§5.3 温度对标准平衡常数的影响1. 范特霍夫方程2. △r H m为定值时范特霍夫方程的积分式3. △r H m为温度的函数时范特霍夫方程的积分式§5.4其它因素对理想气体化学平衡的影响1. 压力对于平衡转化率的影响2. 惰性组分对平衡转化率的影响3. 反应物的摩尔比对平衡转化率的影响*§5.5 同时反应平衡组成的计算*§5.6真实气体反应的化学平衡*§5.7混合物和溶液中的化学平衡*1. 常压下液态混合物中的化学平衡*2. 常压下液态溶液中的化学平衡*3. 高压下液态混合物中的化学平衡*4. 高压下液态溶液中的化学平衡第六章相平衡(6学时)§6.1 相律1. 自由度数2. 相律的推导3. 组分数4. 几点说明5. 相律的意义§6.2杠杆规则(建议不介绍或自学)§6.3单组分系统相图1. 水的相平衡实验数据2. 水的相图3. 相图的说明§6.4 二组分理想液态混合物的气一液平衡相图1. 压力一组成图2. 温度一组成图§6.5 二组分真实液态混合物的气一液平衡相图1. 蒸气压一液相组成图2. 压力一组成图3. 温度一组成图4. 小结-*§6.6精馏原理§6.7 二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气一液平衡相图(略讲)1. 部分互溶液体的相互溶解度2. 共轭溶液的饱和蒸气压3. 部分互溶系统的温度一组成图4. 完全不互溶系统的温度一组成图§6.8 二组分固态不互溶系统液一固平衡相图1. 相图的分析2. 热分析法3. 溶解度法§6.9 二组分固态互溶系统液一固平衡相图1. 固态完全互溶系统2. 固态部分互溶系统§6.10 生成化合物的二组分凝聚系统相图1. 生成稳定化合物系统2. 生成不稳定化合物系统*§6.11 三组分系统液一液平衡相图1. 三组分系统的图解表示法2. 三组分系统一对液体部分互溶的恒温液一液相图3. 温度对相平衡影响的表示法第七章电化学(6学时)§7.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律1. 电解质溶液的导电机理2. 法拉第定律*§7.2 离子的迁移数1. 离子迁移数的定义2. 离子迁移数的测定方法§7.3 电导、电导率和摩尔电导率1. 定义2. 电导的测定3. 摩尔电导率与浓度的关系4. 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率5. 电导测定的应用§7.4 电解质的平均离子活度因子及德拜一休克尔极限公式1. 平均离子活度和平均离子活度因子(介绍)*2. 离子强度*3. 德拜一休克尔极限公式§7.5可逆电池及其电动势的测定1. 可逆电池*2. 韦斯顿标准电池*3. 电池电动势的测定§7.6 原电池热力学1. 由可逆电动势计算电池反应的摩尔吉布斯函数变2. 由原电池电动势的温度系数计算电池反应的摩尔熵变3. 由电池电动势及电动势的温度系数计算电池反应的摩尔焓变4. 计算原电池可逆放电时的反应热5. 能斯特方程§7.7电极电势和液体接界电势1. 电极电势*2. 液体接界电势及其消除§7.8 电极的种类(介绍)1. 第一类电极2. 第二类电极3. 氧化还原电极*§7.9原电池设计举例*§7.10分解电压§7.11极化作用(了解)1. 电极的极化2. 测定极化曲线的方法3. 电解池与原电池极化的差别*§7.12 电解时的电极反应教学重点:电解质溶液的电性质,给出电池写电池反应及相关的热力学、电化学性质的计算,设计电池为次要内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《物理化学》教学大纲总学时:48 理论课学时:48 实验课学时:0一、课程的性质物理化学主要研究化学变化和相变化的平衡规律和变化的速率规律,是环境、轻工、食品、生物、材料等专业的一门必修基础课,它包括理论教学及实验教学。
实验教学单独开课。
先修课程:高等数学、物理等。
二、课程的目的与教学基本要求通过本门课程的学习,学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。
这种训练和培养应贯穿在课程教学的整个过程中,使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎,或由假设和模型上升为理论,并结合具体条件应用理论解决实际问题的方法。
物理化学的理论研究方法有热力学方法、动力学方法、统计力学方法和量子力学方法。
从研究内容来说包括宏观上的、微观上的、以及亚微观上的,对工科学生来说,热力学方法及宏观上内容是主要的、基本的,后两种方法及内容的重要性正在日益增加。
理论教学时数少的专业,只要求学生较好地掌握热力学方法及宏观内容。
对工科专业,统计热力学初步、量子力学方法一般不作要求或另设课程。
下面按化学热力学,化学动力学,电化学,界面现象和胶体化学五个部分列出基本要求。
基本要求按深入的程度分"了解"、"理解"(或"明了")和"掌握"(或"会用")三个层次。
(I) 化学热力学一、热力学基础理解下列热力学基本概念:平衡状态,状态函数,可逆过程。
理解热力学第一、第二、第三定律的叙述及数学表达式。
明了内能、焓、熵、霍姆兹函数和吉布斯函数等热力学函数以及标准燃烧焓, 标准生成焓,标准摩尔熵和标准生成吉布斯函数等概念。
掌握在物质的PVT变化、相变化和化学变化过程中计算热、功和各种状态函数变值的原理和方法。
在将热力学一般关系式应用于特定系统时,会应用状态方程(主要是理想气体状态方程)和物性数据(热容、相变热、蒸气压等)。
掌握熵增原理和各种平衡判据。
明了热力学公式的适用条件。
理解热力学基本方程。
二、溶液和相平衡理解偏摩尔量和化学势的概念。
能应用克拉佩龙和克拉佩龙—克劳修斯方程进行有关的计算。
掌握拉乌尔定律和亨利定律以及它们的应用。
理解理想系统(理想液体及理想稀溶液)中各组分化学势的表达式。
理解活度的概念。
理解相律的推导和意义。
掌握单组分系统和二组分系统典型相图的特点和应用。
三、化学平衡明了标准平衡常数的定义。
了解等温方程的推导。
掌握用等温方程来判断化学反应的方向和限度。
会用热力学数据计算平衡常数。
了解等压方程的推导。
理解温度对标准平衡常数的影响。
会用等压方程计算不同温度下的标准平衡常数。
了解压力和惰性气体对化学反应平衡组成的影响。
四、相平衡(1) 理解相律的推导和定义。
了解杠杆规则。
(2) 掌握单组分系统相图的特点和应用。
(3) 掌握二组分系统气—液平衡相图的特点(包括温度—组成图,压力—组成图)。
(4) 了解二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气—液平衡相图。
(5) 掌握二组分系统固—液平衡相图(包括生成稳定,不稳定化合物及固态部分互溶相图)相图部分要求会填写相图中各区域存在的物质;能用相律分析相图和计算自由度数;能从实验数据绘制相图。
五、电化学了解电解质溶液的导电机理和法拉第定律。
理解表征电解质溶液导电能力的物理量(电导率、摩尔电导率)。
理解电解质活度和离子平均活度系数的概念。
掌握原电池电动势与热力学函数的关系。
掌握能斯特方程及其计算。
了解各种类型电极的特征和电动势测定的主要应用。
六、界面现象理解表面张力和表面吉布斯函数的概念。
了解表面相的吉布斯模型。
理解曲面的附加压力概念和拉普拉斯公式。
理解开尔文公式及其对介稳状态的解释。
了解铺展和铺展系数。
了解润湿与接触角的关系和杨氏方程。
了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。
理解吉布斯吸附等温式及其计算。
了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。
掌握兰缪尔单分子层吸附模型和吸附等温式。
七、化学动力学明了化学反应速率、反应速率常数及反应级数的概念。
掌握通过实验建立速率方程的方法。
掌握一级和二级反应的速率方程及其应用。
理解基元反应及反应分子数的概念。
掌握阿仑尼乌斯方程及其应用。
明了活化能及指前因子的物理意义。
八、胶体化学了解胶体系统的制备、胶体系统的光学性质(丁铎尔效应)、胶体系统的动力性质掌握溶胶系统的电学性质三、课程适用专业生物工程、生物技术、生物制药、环境工程、环境科学、给排水工程、食品科学、食品技术、轻化工程、造纸工程、材料科学工程(无机)四、课程的教学内容、要求与学时分配1.理论教学部分:学时安排根据工科《物理化学》教学基本要求而制定,具体学时分配如下:一. 绪论与气体性质(2学时)(1) 了解物理化学的研究对象、方法和学习目的(2) 掌握理想气体状态方程和混合气体的性质(分压和道尔顿定律、分容和阿马格定律)。
二. 热力学第一定律(8学时)(1)热力学基本概念和术语理解下列热力学基本概念:平衡状态,状态函数,可逆过程,热力学标准态(2)热力学第一定律理解热力学第一定律的叙述及数学表达式。
掌握内能、功、热的计算(3)热函(焓)明了热力学焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔反应焓等概念及掌握其计算方法(4) 掌握标准摩尔反应焓与温度关系。
(5) 掌握理想气体绝热可逆过程的PVT关系及理解其功的计算。
(6) 了解节流膨胀。
三. 热力学第二定律(8学时)(1) 了解卡诺循环。
(2) 热力学第二定律: 理解热力学第二定律的叙述及数学表达式,掌握熵增原理(3) 熵: 掌握理想气体PVT变化、相变化和化学变化过程中系统熵变的计算方法和环境熵变的计算方法,以及掌握用总熵变判断过程的方法(4) 了解热力学第三定律。
(5) 亥姆霍兹和吉布斯函数: 明了Helmholtz函数和Gibbs函数以及标准生成Gibbs函数等概念并掌握其计算方法和各种平衡依据。
明了热力学公式的适用条件.(6)理解热力学基本方程,了解Maxwell关系。
(7) 热力学第二定律应用—Clapeyron(克拉佩龙)方程。
能应用Clapeyron方程和Clapeyron-Clausius方程进行有关的计算。
四. 多组分系统热力学(4学时)(1) 掌握Raoult定律和Henry定律以及它们的应用。
(2) 理解偏摩尔量和化学势的概念。
理解理想系统(理想溶体及理想稀溶体)中各组分化学势的表达式。
(3) 了解稀溶液的依数性。
(4) 了解活度的概念。
五. 化学平衡(4学时)(1) 等温方程及标准平衡常数。
明了标准平衡常数的定义。
会用热力学数据计算标准平衡常数。
了解等温方程的推导。
掌握用等温方程判断化学反应的方向和限度的方法。
(2) 理解平衡常数的测定,掌握平衡组成的计算。
(3) 温度对标准平衡常数的影响。
了解等压方程的推导。
理解温度对标准平衡常数的影响。
会用等压方程计算不同温度下的标准平衡常数。
(4)影响理想气体反应平衡的其它因素。
了解压力和惰性气体对化学平衡组成的影响六. 相平衡(6学时)(1) 理解相律的推导和定义。
了解杠杆规则。
(2) 掌握单组分系统相图的特点和应用。
(3) 掌握二组分系统气—液平衡相图的特点(包括温度—组成图,压力—组成图)。
(4) 了解二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气—液平衡相图。
(5) 掌握二组分系统固—液平衡相图(包括生成稳定,不稳定化合物及固态部分互溶相图)相图部分要求会填写相图中各区域存在的物质;能用相律分析相图和计算自由度数;能从实验数据绘制相图。
七. 电化学(6学时)(1) 了解电解质溶液的导电机理和法拉第定律。
(2) 理解表征电解质溶液导电能力的物理量(电导率, 摩尔电导率)。
(3) 了解离子独立运动定律。
(4) 理解电导测定的应用。
(5) 理解电解质活度和离子平均活度系数的概念。
(6) 理解可逆电池和极化现象(7) 掌握原电池电动势与热力学函数的关系。
(8) 掌握Nernst方程及其计算。
(9) 了解各种类型电极的特征。
(10) 掌握电动势测定的主要应用。
(11) 了解把一般的电池反应设计成电池。
八. 表面现象(4学时)(1) 理解表面张力和表面Gibbs函数的概念。
(2) 了解铺展和铺展系数。
了解润湿、接触角和Y oung方程。
(3) 理解弯曲界面的附加压力概念和Laplace方程。
(4) 定性了解Kelvin公式及其应用。
解释亚稳状态和新相生成现象(5) 了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。
掌握Langmuir吸附、单分子层吸附模型和吸附等温式。
(6) 了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。
理解Gibbs吸附等温式。
九. 化学动力学及其应用(4学时)(1) 明了化学反应速率定义及测定方法。
(2) 明了反应速率常数及反应级数的概念。
理解基元反应及反应分子数的概念。
(3) 掌握零级、一级和二级反应的速率方程的积分式及其应用。
(4) 掌握通过实验建立速率方程的方法。
(5) 掌握Arrhennius方程及其应用。
明了活化能及指前因子的定义和物理意义。
十. 胶体化学(2学时)(1) 了解胶体系统的制备.(2) 了解胶体系统的光学性质(丁铎尔效应)。
(3) 了解胶体系统的动力性质(4) 掌握溶胶系统的电学性质作业要求:有较多的作业并且难度较大2.实验教学部分单独设课,根据要求不同开设不同的实验五、教材和主要参考资料教材:《物理化学(第四版)》,天津大学物化教研室编写,高等教育出版社参考书:《物理化学(第五版)》,南京大学物化教研室编写,高等教育出版社六、课程考核方式闭卷考试。