物理化學(xué)》教學(xué)大綱總學(xué)時(shí)：48理論課學(xué)時(shí)：48實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)：0一、課程的性質(zhì)物理化學(xué)主要研究化學(xué)變化和相變化的平衡規(guī)律和變化的速率規(guī)律，是環(huán)境、輕工、食品、生物、材料等專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，它包括理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)單獨(dú)開課。先修課程：高等數(shù)學(xué)、物理等。二、課程的目的與教學(xué)基本要求通過本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)比較牢固地掌握物理化學(xué)基本概念及計(jì)算方法，同時(shí)還應(yīng)得到一般科學(xué)方法的訓(xùn)練和邏輯思維能力的培養(yǎng)。這種訓(xùn)練和培養(yǎng)應(yīng)貫穿在課程教學(xué)的整個(gè)過程中，使學(xué)生體會(huì)和掌握怎樣由實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)進(jìn)行歸納和演繹，或由假設(shè)和模型上升為理論，并結(jié)合具體條件應(yīng)用理論解決實(shí)際問題的方法。物理化學(xué)的理論研究方法有熱力學(xué)方法、動(dòng)力學(xué)方法、統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法和量子力學(xué)方法。從研究內(nèi)容來說包括宏觀上的、微觀上的、以及亞微觀上的，對(duì)工科學(xué)生來說，熱力學(xué)方法及宏觀上內(nèi)容是主要的、基本的，后兩種方法及內(nèi)容的重要性正在日益增加。理論教學(xué)時(shí)數(shù)少的專業(yè)，只要求學(xué)生較好地掌握熱力學(xué)方法及宏觀內(nèi)容。對(duì)工科專業(yè)，統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)初步、量子力學(xué)方法一般不作要求或另設(shè)課程。下面按化學(xué)熱力學(xué)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)，電化學(xué)，界面現(xiàn)象和膠體化學(xué)五個(gè)部分列出基本要求?；疽蟀瓷钊氲某潭确?了解"、"理解"（或"明了"）和"掌握"（或"會(huì)用"）三個(gè)層次。（I）化學(xué)熱力學(xué)一、熱力學(xué)基礎(chǔ)理解下列熱力學(xué)基本概念:平衡狀態(tài)，狀態(tài)函數(shù)，可逆過程。理解熱力學(xué)第一、第二、第三定律的敘述及數(shù)學(xué)表達(dá)式。明了內(nèi)能、焓、熵、霍姆茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)等熱力學(xué)函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓,標(biāo)準(zhǔn)生成焓，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵和標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)等概念。掌握在物質(zhì)的PVT變化、相變化和化學(xué)變化過程中計(jì)算熱、功和各種狀態(tài)函數(shù)變值的原理和方法。在將熱力學(xué)一般關(guān)系式應(yīng)用于特定系統(tǒng)時(shí)，會(huì)應(yīng)用狀態(tài)方程（主要是理想氣體狀態(tài)方程）和物性數(shù)據(jù)（熱容、相變熱、蒸氣壓等）。掌握熵增原理和各種平衡判據(jù)。明了熱力學(xué)公式的適用條件。理解熱力學(xué)基本方程。二、溶液和相平衡理解偏摩爾量和化學(xué)勢的概念。能應(yīng)用克拉佩龍和克拉佩龍—克勞修斯方程進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。掌握拉烏爾定律和亨利定律以及它們的應(yīng)用。理解理想系統(tǒng)（理想液體及理想稀溶液）中各組分化學(xué)勢的表達(dá)式。理解活度的概念。理解相律的推導(dǎo)和意義。掌握單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點(diǎn)和應(yīng)用。三、化學(xué)平衡明了標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義。了解等溫方程的推導(dǎo)。掌握用等溫方程來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度。會(huì)用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)。了解等壓方程的推導(dǎo)。理解溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響。會(huì)用等壓方程計(jì)算不同溫度下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。了解壓力和惰性氣體對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡組成的影響。四、相平衡理解相律的推導(dǎo)和定義。了解杠桿規(guī)則。掌握單組分系統(tǒng)相圖的特點(diǎn)和應(yīng)用。掌握二組分系統(tǒng)氣—液平衡相圖的特點(diǎn)(包括溫度—組成圖，壓力—組成圖)。了解二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)及完全不互溶系統(tǒng)的氣—液平衡相圖。掌握二組分系統(tǒng)固—液平衡相圖(包括生成穩(wěn)定，不穩(wěn)定化合物及固態(tài)部分互溶相圖)相圖部分要求會(huì)填寫相圖中各區(qū)域存在的物質(zhì);能用相律分析相圖和計(jì)算自由度數(shù);能從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制相圖。五、電化學(xué)了解電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理和法拉第定律。理解表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量(電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率)。理解電解質(zhì)活度和離子平均活度系數(shù)的概念。掌握原電池電動(dòng)勢與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系。掌握能斯特方程及其計(jì)算。了解各種類型電極的特征和電動(dòng)勢測定的主要應(yīng)用。六、界面現(xiàn)象理解表面張力和表面吉布斯函數(shù)的概念。了解表面相的吉布斯模型。理解曲面的附加壓力概念和拉普拉斯公式。理解開爾文公式及其對(duì)介穩(wěn)狀態(tài)的解釋。了解鋪展和鋪展系數(shù)。了解潤濕與接觸角的關(guān)系和楊氏方程。了解溶液界面的吸附及表面活性物質(zhì)的作用。理解吉布斯吸附等溫式及其計(jì)算。了解物理吸附與化學(xué)吸附的含義和區(qū)別。掌握蘭繆爾單分子層吸附模型和吸附等溫式。七、化學(xué)動(dòng)力學(xué)明了化學(xué)反應(yīng)速率、反應(yīng)速率常數(shù)及反應(yīng)級(jí)數(shù)的概念。掌握通過實(shí)驗(yàn)建立速率方程的方法。掌握一級(jí)和二級(jí)反應(yīng)的速率方程及其應(yīng)用。理解基元反應(yīng)及反應(yīng)分子數(shù)的概念。掌握阿侖尼烏斯方程及其應(yīng)用。明了活化能及指前因子的物理意義。八、膠體化學(xué)了解膠體系統(tǒng)的制備、膠體系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)(丁鐸爾效應(yīng))、膠體系統(tǒng)的動(dòng)力性質(zhì)掌握溶膠系統(tǒng)的電學(xué)性質(zhì)三、課程適用專業(yè)生物工程、生物技術(shù)、生物制藥、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、給排水工程、食品科學(xué)、食品技術(shù)、輕化工程、造紙工程、材料科學(xué)工程(無機(jī))四、課程的教學(xué)內(nèi)容、要求與學(xué)時(shí)分配1．理論教學(xué)部分：學(xué)時(shí)安排根據(jù)工科《物理化學(xué)》教學(xué)基本要求而制定，具體學(xué)時(shí)分配如下：一.緒論與氣體性質(zhì)(2學(xué)時(shí))了解物理化學(xué)的研究對(duì)象、方法和學(xué)習(xí)目的掌握理想氣體狀態(tài)方程和混合氣體的性質(zhì)(分壓和道爾頓定律、分容和阿馬格定律)。二.熱力學(xué)第一定律(8學(xué)時(shí))熱力學(xué)基本概念和術(shù)語理解下列熱力學(xué)基本概念：平衡狀態(tài)，狀態(tài)函數(shù)，可逆過程，熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(2)熱力學(xué)第一定律理解熱力學(xué)第一定律的敘述及數(shù)學(xué)表達(dá)式。掌握內(nèi)能、功、熱的計(jì)算(3)熱函(焓)明了熱力學(xué)焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓等概念及掌握其計(jì)算方法(4)掌握標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓與溫度關(guān)系。(5)掌握理想氣體絕熱可逆過程的PVT關(guān)系及理解其功的計(jì)算。(6)了解節(jié)流膨脹。三.熱力學(xué)第二定律(8學(xué)時(shí))(1)了解卡諾循環(huán)。熱力學(xué)第二定律:理解熱力學(xué)第二定律的敘述及數(shù)學(xué)表達(dá)式，掌握熵增原理熵：掌握理想氣體PVT變化、相變化和化學(xué)變化過程中系統(tǒng)熵變的計(jì)算方法和環(huán)境熵變的計(jì)算方法，以及掌握用總熵變判斷過程的方法了解熱力學(xué)第三定律。亥姆霍茲和吉布斯函數(shù)：明了Helmholtz函數(shù)和Gibbs函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)生成Gibbs函數(shù)等概念并掌握其計(jì)算方法和各種平衡依據(jù)。明了熱力學(xué)公式的適用條件.理解熱力學(xué)基本方程，了解Maxwell關(guān)系。熱力學(xué)第二定律應(yīng)用—Clapeyron(克拉佩龍)方程。能應(yīng)用Clapeyron方程和Clapeyron-Clausius方程進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。多組分系統(tǒng)熱力學(xué)(4學(xué)時(shí))掌握Raoult定律和Henry定律以及它們的應(yīng)用。理解偏摩爾量和化學(xué)勢的概念。理解理想系統(tǒng)(理想溶體及理想稀溶體)中各組分化學(xué)勢的表達(dá)式。了解稀溶液的依數(shù)性。了解活度的概念?；瘜W(xué)平衡(4學(xué)時(shí))等溫方程及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。明了標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義。會(huì)用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。了解等溫方程的推導(dǎo)。掌握用等溫方程判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度的方法。理解平衡常數(shù)的測定，掌握平衡組成的計(jì)算。溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響。了解等壓方程的推導(dǎo)。理解溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響。會(huì)用等壓方程計(jì)算不同溫度下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。影響理想氣體反應(yīng)平衡的其它因素。了解壓力和惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡組成的影響相平衡(6學(xué)時(shí))理解相律的推導(dǎo)和定義。了解杠桿規(guī)則。掌握單組分系統(tǒng)相圖的特點(diǎn)和應(yīng)用。掌握二組分系統(tǒng)氣—液平衡相圖的特點(diǎn)(包括溫度—組成圖，壓力—組成圖)。了解二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)及完全不互溶系統(tǒng)的氣—液平衡相圖。掌握二組分系統(tǒng)固—液平衡相圖(包括生成穩(wěn)定，不穩(wěn)定化合物及固態(tài)部分互溶相圖)相圖部分要求會(huì)填寫相圖中各區(qū)域存在的物質(zhì);能用相律分析相圖和計(jì)算自由度數(shù);能從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制相圖。七.電化學(xué)(6學(xué)時(shí))了解電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理和法拉第定律。理解表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量(電導(dǎo)率,摩爾電導(dǎo)率)。了解離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律。理解電導(dǎo)測定的應(yīng)用。理解電解質(zhì)活度和離子平均活度系數(shù)的概念。理解可逆電池和極化現(xiàn)象掌握原電池電動(dòng)勢與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系。(8)掌握Nernst方程及其計(jì)算。了解各種類型電極的特征。掌握電動(dòng)勢測定的主要應(yīng)用。了解把一般的電池反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池。八.表面現(xiàn)象(4學(xué)時(shí))(1)理解表面張力和表面Gibbs函數(shù)的概念。了解鋪展和鋪展系數(shù)。了解潤濕、接觸角和Young方程。(3)理解彎曲界面的附加壓力概念和Laplace方程。(4)定性了解Kelvin公式及其應(yīng)用。解釋亞穩(wěn)狀態(tài)和新相生成現(xiàn)象了解物理吸附與化學(xué)吸附的含義和區(qū)別。掌握Langmuir吸附、單分子層吸附模型和吸附等溫式。了解溶液界面的吸附及表面活性物質(zhì)的作用。理解Gibbs吸附等溫式。九.化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用(4學(xué)時(shí))明了化學(xué)反應(yīng)速率定義及測定方法。明了反應(yīng)速率常數(shù)及反應(yīng)級(jí)數(shù)的概念。理解基元反應(yīng)及反應(yīng)分子數(shù)的概念。掌握零級(jí)、一級(jí)和二級(jí)反應(yīng)的速率方程的積分式及其應(yīng)用。掌握通過實(shí)驗(yàn)建立速率方程的方法。掌握Arrhennius方程及其應(yīng)用。明了活化能及指前因子的定義和物理意義。十.膠體化學(xué)(2學(xué)時(shí))了解膠體