物理化学B

物理化学B
Physical Chemistry B
课程编号：
学分： 3
学时： 45 （其中：讲课学时：45）
先修课程：无机化学、有机化学、分析化学
适用专业：药学、药物制剂学、生物技术、食品科学与工程、食品质量与检验、生物工程、制药工程、生物工程、食品安全
教材：《物理化学》，濮良忠，人民卫生出版社，2009年2月第3版
开课学院：化学化工学院
一、课程的性质与任务
《物理化学B》是药学类专业核心课之一，是一门从物质的物理现象和化学现象的联系入手探求化学变化一般规律的科学。

它的任务是使学生掌握化学热力学、化学平衡、多相平衡、化学动力学、电化学、表面化学和胶体化学的基本知识。

通过学习，加深对无机化学、有机化学和分析化学等课程的理解, 着重学习与药学专业有关的化学新知识、新理论、新技术；用物理化学的基本原理和方法解决实际问题，为后续课程和以后的工作及科学研究打下坚实的基础。

《物理化学》的主要内容是：化学热力学(热力学第一定律、第二定律),溶液和相平衡，化学平衡，电化学(电解质溶液和可逆电池), 化学动力学, 表面现象和胶体溶液。

内容的深广度以“加强基础，联系专业”为原则，体现检验专业的特点。

二、课程的基本内容及要求
绪论
1、教学内容
（1）物理化学的由来、发展、能解决的问题
（2）物理化学与药学专业的关系
（3）物理化学的学习方法
2、基本要求
（1）了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；
（2）掌握学习本课程的几个基础概念。

3、重难点
重点：物理化学的基本内容和任务，物理量的表示与运算。

难点：物理量的表示与运算。

第一章热力学第一定律
1、教学内容
（1）热力学的几个基本概念: 体系和环境，过程和途径，状态和状态函数，热力学平衡, 热量和功。

（2）热力学第一定律和内能，热力学第一定律的数学表达式，内能变化的物理意义，理想气体的内能。

（3）焓的定义，焓变化的物理意义，理想气体的焓，热容的几种定义(平均热容、比热、摩尔热容、等压摩尔热容、等容摩尔热容)。

热容与温度的关系, 由热容求单纯变温过程中的热、内能和焓的变化(只考虑热容是常数的情况)。

（4）反应进度，反应热效应和热化学方程式，盖斯定律，由生成热计算反应热，由离子生成热计算溶液反应热，由燃烧热计算反应热。

2、基本要求
（1）了解内能和焓等概念
（2）熟悉热力学第一定律和化学反应的热效应
（3）掌握盖斯定律、生成热、燃烧热及有关计算。

3、重点难点
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。

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。

第二章热力学第二定律
1、教学内容
（1）热力学第二定律的两种表述法，卡诺热机和卡诺循环(热机、卡诺热机、卡诺循环、任意热机和卡诺热机的工作效率)。

（2）卡诺原理及其推论，卡诺循环的热温商，熵的热力学定义，熵增加原理和熵判据，热力学第三定律，规定熵。

物理过程中体系的熵变化(单纯变温过程、理想气体状态变化过程、相变过程), 化学反应的熵变化。

（3）吉布斯自由能，自由能判据，根据dG＝Vdp-SdT、△G=△H-T
△S以及标准生成自由能计算化学反应的自由能变。

（4）封闭体系的热力学基本公式，自由能变化与温度的关系(只引出吉布斯-亥姆霍兹公式)，多组分体系中物质的偏摩尔量，化学势，理想气体的化学势，化学势判据。

化学热力学基本原理在生物体系中的应用简介。

2、基本要求
熟悉热力学第二定律的数学表达式及热力学第三定律，掌握自由能变化计算的应用。

3、重难点
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。

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。

第三章溶液和相平衡
1、教学内容
（1）偏摩尔量
（2）化学势
（3）气体组分化学势
（4）拉乌尔定律和亨利定律
（5）稀溶液
（6）理想溶液
（7）相律
（8）杠杆规则
（9）水的相图
（10）完全互溶双液系T~X相图
(11) 部分互溶双液系T~X相图
（12）完全不互溶双液系T~X相图
（13）简单低共熔体系T~X相图
2、基本要求
理解并掌握偏摩尔量、化学势、活度和标准态等基本概念及物理意义。

掌握稀溶液的两大定律拉乌尔定律和亨利定律。

掌握气体和溶液中物质化学势的表示式。

明确相、组分数、自由度的物理意义，掌握相律的推导，并
应用于相图的分析中，掌握典型相图的制作方法。

了解相平衡知识在化工领域中的某些应用。

3、重难点
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。

相律的推导及其应用。

二组分气液平衡的p －x 图、T －x 图、杠杆规则。

形成简单低共熔混合物的固－液体系，形成稳定和不稳定化合物的固－液体系，固态完全互溶、部分互溶的固－液体系。

相图的绘制，相图的一些应用。

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。

相律的应用。

二组分完全互、溶部分互溶双液系的p －x 图、T －x 图。

形成稳定化合物和形成不稳定化合物的固－液体系，固态部分互溶的固－液体系。

第四章 化学平衡
1、教学内容
（1）化学反应的等温式方程
（2）理想气体反应的活度商和标准平衡常数
（3）温度对标准平衡常数的影响
（4）其它因素对理想气体标准平衡常数的影响
2、基本要求
理解并掌握化学反应吉布斯函数变化和化学势。

掌握化学反应等温式方程的意义及应用。

掌握化学反应的标准吉布斯函数变化和标准生成吉布斯函数的概念及意义。

掌握标准平衡常数。

掌握平衡常数及活度商的各种计算以及影响平衡移动的各种因素。

3、重难点
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。

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。

第五章 电解质溶液
1、教学内容
（1） 电导及电导率，摩尔电导率；
（2）离子独立移动定律；
（3）电导率的测定及其应用 (测定水的纯度、弱电解质电离常数的测定、难溶电解质溶度积常数的测定、电导滴定)。

2、基本要求
（1）了解电解质溶液的特点
（2）熟悉电导、电导率及摩尔电导率的概念
（3）掌握电导率的有关计算及电导测定的应用。

3、重难点
重点：电解质溶液的摩尔电导率，平均活度和平均活度系数。

难点：摩尔电导率，电解质的平均活度和平均活度系数的概念。

第六章原电池和电解池
1、教学内容
（1）原电池的组成，电池反应及电极反应方程式，由化学反应式组成电池（写出电池表达式），由电池表达式写出化学反应的反应式, 可逆电池。

（2）电动势的温度系数，电动势与电池反应的△G、△H、△S的关系(根据电池电动势的符号判断化学反应方向), 电动势的能斯特方程。

（3）电动势的产生，标准电极电势，电极的组成和分类，电极电势的能斯特方程(从电动势的能斯特方程推出), 电极电势和电动势的计算(非标准状态下电极电势和电动势的计算, 由相关电极电势求未知电极电势) 。

（4）浓差电池，盐桥的作用。

（5）分解电压
（6）极化作用
（7）分解时的电极反应（离子的析出顺序）
2、基本要求
（1）了解原电池组成、电池反应、电极电势的产生；.
（2）熟悉可逆电池的热力学；
（3）掌握电极电势的计算及电动势测定的应用；
（4）了解电极极化的原因，理解分解电压、超电势、极化作用等概念；
（5）掌握电解池与原电池极化的差别；
（6）掌握电解时两极上发生电极反应的顺序；
（7）了解金属的电化学腐蚀机理和防护方法。

3、重难点
重点：可逆电池，电池图式，由化学反应设计可逆电池。

可逆电池反
应热力学量的求算方法，Nernst方程，标准电极电位。

测定电动势的方法。

极化现象，电解时电极上的反应，金属离子的分离与共同析出。

难点：电池反应与电池表达式的互译。

利用电极极化现象进行电化学分析中的有关计算。

第七章化学动力学
1、教学内容
（1）反应速率表示法，反应速率的测定，基元反应，非基元反应，反应速率方程式，质量作用定律，反应级数和反应分子数，反应速率的测定（代入法、试探作图法、半衰期法、对数作图法）。

（2）具有简单级数的反应（一级反应、二级反应、零级反应）的动力学特征(积分式、微分式、半衰期、线性关系式) 。

（3）复杂反应（对峙反应、平行反应、连串反应）的动力学特征；阿累尼乌斯经验式(积分式、指数式、微分式、定积分式)，求不同温度时的化学反应速率常数，活化能，活化能对反应速率的影响、活化能的求得，药物化学稳定性预测。

（4）催化剂的基本特性，催化活性曲线，酶催化反应动力学。

2、基本要求
（1）了解酶催化反应的动力学特征、质量作用定律和反应速率方程式；
（2）熟悉零级反应、一级反应、二级反应、对峙反应、平行反应和连串反应的动力学特征；
（3）熟悉反应级数、反应活化能及浓度、温度、催化剂等对反应速率的影响；
（4）掌握一级反应，二级反应和阿累尼乌斯公式的计算及其应用。

3、重难点
重点：反应速率方程，速率常数，反应级数及其确定，简单级数反应动力学特征与计算，简单复杂反应的动力学特征与计算，平衡近似法、稳态近似法推导速率方程，温度对反应速率影响，活化能，碰撞理论和过渡状态理论基本假设与基本术语，气固相催化反应机理及动力学特征。

难点：反应级数与反应分子数区别与联系，连串反应、链反应速率方程推导，温度对速率常数的影响及表观活化能计算，碰撞理论速率常数计算与物理量单位变换，过渡状态中能势面与速率常数、活化能、活化焓、活化熵计算。

第八章界面现象
1、教学内容
(1)分散度和比表面，表面自由能和表面张力，弯曲表面的附加压力，弯曲液面的蒸气压。

(2)溶液的表面张力，吉布斯吸附方程式
(3)表面活性物质，表面活性剂的分类，表面活性剂在水溶液中的分布情况，表面活性剂两个重要特性，表面活性剂的几个重要作用及其在药学中的应用。

(4)固体表面吸附作用的分类, 吸附等温式, 离子吸附, 润湿与铺展。

2、基本要求
（1）了解表面自由能、表面张力和固体表面吸附;
（2）熟悉弯曲表面现象和溶液表面吸附;
（3）熟悉表面活性剂的特性和几种独特作用。

3、重难点
重点：表面吉布斯函数、表面张力，附加压力，开尔文方程，亚稳状态。

表面吸附现象与吉布斯吸附公式，固体表面的吸附现象。

朗格缪尔吸附等温式与BET公式的应用。

表面活性剂。

难点：弯曲液面下的附加压力、开尔文方程，亚稳状态。

第九章胶体分散系
1、教学内容
(1)分散系的分类，胶体分散系，大分子化合物溶液及溶胶的基本特性。

(2)溶胶的性质：动力学性质(布朗运动、扩散、沉降和沉降平衡)，光学性质(丁铎尔现象、超显镜原理)，电学性质(电动现象、胶体粒子带电的原因、双电层和电动电势、溶胶的胶团结构)。

(3)溶胶的稳定性，溶胶的聚沉作用(溶胶的聚沉、影响聚沉的因素)，胶溶作用，大分子化合物溶液对溶胶的保护和敏化作用，溶胶的制备，溶胶的净化。

2、基本要求
（1）了解溶胶和大分子溶液性质的异同点,沉降平衡;
（2）了解大分子电解质溶液的特性;
（3）熟悉丁达尔现象、电泳、溶胶的聚沉作用、超滤、超速离心;
3、重难点
重点：胶体分散体系的特征、溶胶的光学性质、动力性质、电学性质、
双电层结构及其稳定性和聚沉规律。

唐南平衡。

难点：沉降与沉降平衡等动力学性质。

双电层与ζ电势，溶胶稳定性的理论探讨。

唐南平衡。

四、大纲说明
1、采用多媒体教学和板书教学相结合的教学模式。

2、每次课后布置2~4题作业，作业总量约为60题计算题。

可另行布置
一些思考题供学生理解教学内容。

五、参考书目
1.《物理化学》, 傅献彩等编,高等教育出版社，2006年第5版
2.《物理化学简明教程》，印永嘉等编,高等教育出版社，2009年第4
版
制定人：夏昌坤
审定人：沈小平
批准人：倪良
2013年4月12日
课程简介
课程编码：
课程名称：物理化学B
英文名称：Physical Chemistry B
学分：3
学时：45 （其中：讲课学时：45）
课程内容：《物理化学B》主要内容包括化学热力学、化学动力学、化学平衡、相平衡、溶液、电化学、表面现象，胶体与大分子等内容。

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：热力学一、二、三定律，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地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。

另外物理化学课程中的一些基本概念不仅仅与化学有关，也涉及其他学科甚至关联到对自然、宇宙的认识，因此，通过学习物理化学，可以帮助学生形成自己的宇宙观、人生观。

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。

,物理化学基础理论不仅为从事物理化学专业人员所需求，化学其他学科、如化工、冶金、材料科学、生命科学、环境科学、地理学、地质科学以及医药学等诸多学科都需要物理化学的基础，通过物理化学的学习，能帮助他们认识物质世界，利用物质世界，改造物质世界，保护物质世界。

选课对象：药学、药物制剂学、生物技术、食品科学与工程、食品质量与检验、生物工程、制药工程、生物工程、食品安全等专
业本科二年级学生
先修课程：无机化学、有机化学
教材：《物理化学》，濮良忠，人民卫生出版社，2009年2月第3版。