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。

（二）内容及基本要求

主要内容：热力学第一定律、体积功的计算、热容、热力学第一定律对理想气体的应用、焓、标准摩尔反应焓。

【重点掌握】：热力学第一定律、体积功的计算、焓。

【掌握】：热力学第一定律文字表述和数学表达式，热力学第一定律在简单状态变化PVT、相变化及化学变化中的应用，掌握计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法。

【理解】系统与环境、状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念，可逆过程的概念。功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应焓、标准

摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念。

【难点】：各变化过程△U、△H、W、Q的计算及应用。

第二章热力学第二定律

2.1自发过程的共同特征

2.2 热力学第二定律的经典表述

2.3卡诺循环与卡诺定理

2.4 熵的概念

2.5 熵变的计算及其应用

2.6 熵的物理意义及规定熵的计算

2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数

2.8 热力学函数的一些重要关系式

2.9 ⊿G的计算

（一）教学方法与学时分配

讲授，7学时。

（二）内容及基本要求

主要内容：热力学第二定律、熵变计算、热力学第三定律、亥姆霍兹函数与吉布斯函数判据，热力学基本方程和麦克斯韦关系式。

【重点掌握】：热力学第二定律、亥姆霍兹函数与吉布斯函数判据、热力学基本方程。

【掌握】热力学第二定律的文字表述和数学表达式；物质在PVT变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算；主要热力学公式的推导和适用条件；热力学基本方程和麦克斯韦关系式。

【理解】熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义；掌握熵增原理、熵判据、亥姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据；自发过程、卡诺循环、卡诺定理；理解推导热力学公式的演绎方法。

【了解】热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔反应熵定义及计算。【难点】：热力学第二定律与熵判据、吉布斯自由能判据、亥姆霍兹自由能判据及应用；各热力学公式的灵活运用，△S、△G、△A的计算及应用。

第三章化学势

3.1偏摩尔量

3.2化学势

3.3气体物质的化学势

3.4理想液态混合物中物质的化学势

3.5理想稀溶液中物质的化学势

3.6不挥发性溶质理想稀溶液的依数性

3.7 非理想多组分系统中物质的化学势

（一）教学方法与学时分配

讲授，6学时。

（二）内容及基本要求

主要内容：偏摩尔量与化学势、理想液态混合物、理想稀溶液、拉乌尔定律与享利定律、逸度与活度、非理想溶液中物质的化学势。

【重点掌握】：化学势、拉乌尔定律与享利定律及有关计算。

【理解】偏摩尔量及化学势的概念；理想液态混合物的定义及性质；理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式；逸度的定义。

【了解】稀溶液的依数性，并理解其应用；化学势判据的使用；逸度的计算；活度及活度系数的概念。真实溶液中各组分化学势的表达式。

【难点】多组分系统的热力学特性，偏摩尔量及其应用；化学势及其在多相平衡、化学平衡中的应用、气体及溶液的化学势及标准态。

第四章化学平衡

4.1 化学反应的方向和限度

4.2 反应的标准吉布斯函数变化

4.3 平衡常数的各种表示方法

4.4 平衡常数的实验测定

4.5 温度对平衡常数的影响

4.6其他因素对化学平衡的影响

（一）教学方法与学时分配

讲授，4学时。

（二）内容及基本要求

主要内容：化学反应的方向和限度、理想气体反应的平衡常数、有纯态凝聚相参加的理想气体反应、标准摩尔反应吉布斯函数ΔrGmθ，ΔrGmθ= - RTlnKθ，标准摩尔生成吉布斯函数Δ

Gmθ、ΔrGmθ的计算、温度对标准平衡常数的影响、吉

f

布斯一亥姆霍兹方程，不同温度下平衡常数的求算、其它因素(浓度、压力、惰