PAGEPAGE1《物理化學(xué)》課程教學(xué)大綱課程名稱：物理化學(xué)英文名稱：Physical

Chemistry課程代碼：10192107課程總學(xué)時(shí)：54課程學(xué)分：3適用專業(yè)：食品科學(xué)與工程、環(huán)境工程、化學(xué)專業(yè)（精細(xì)化工方向）、制藥工程專業(yè)一、課程簡(jiǎn)介（課程性質(zhì)、教學(xué)目的與任務(wù)）《物理化學(xué)》是化學(xué)化工學(xué)院食品科學(xué)與工程、環(huán)境工程、化學(xué)專業(yè)（精細(xì)化工方向）、制藥工程專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的目的是在先行課的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)掌握物理化學(xué)的基本原理和方法，運(yùn)用物理和數(shù)學(xué)的有關(guān)理論和方法研究物質(zhì)化學(xué)變化的普遍規(guī)律。物理化學(xué)是從研究物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手來(lái)探求化學(xué)變化規(guī)律的一門學(xué)科。其主要研究?jī)?nèi)容包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象與分散體系四大部分，通過(guò)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)使學(xué)生達(dá)到各章中所提出的基本要求。為化工類等專業(yè)的后續(xù)課程學(xué)習(xí)和進(jìn)一步掌握新的科技成果打下必要的基礎(chǔ)。二、課程內(nèi)容與基本要求本課程總學(xué)時(shí)：54，具體分配如下：章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)第0章緒論0.5第一章氣體0.5第二章熱力學(xué)第一定律6第三章熱力學(xué)第二定律9第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)5第五章化學(xué)平衡

3第六章相平衡6第七章化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)8第八章電化學(xué)7第九章界面現(xiàn)象6第十章膠體化學(xué)3合計(jì)54緒論（0.5學(xué)時(shí)）本章要求：了解學(xué)生的心理特點(diǎn)和學(xué)科特點(diǎn)，探討物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生確立學(xué)好物理化學(xué)的信心。主要內(nèi)容：§0-1物理化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和發(fā)展史§0-2物理化學(xué)的研究?jī)?nèi)容和研究方法§0-3必要的數(shù)學(xué)知識(shí)§0-4物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)要求第一章氣體（0.5學(xué)時(shí)）本章要求：了解低壓下氣體的幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律。掌握理想氣體的微觀模型，能熟悉運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程。掌握理想氣體混合物組成的幾種表示方法，以及分壓定律和分體積定律的使用前提。了解臨界狀態(tài)的特點(diǎn)和超臨界流體的應(yīng)用。了解真實(shí)氣體狀態(tài)方程中兩個(gè)修正項(xiàng)的意義，并能做簡(jiǎn)單計(jì)算。主要內(nèi)容：§1-1低壓氣體的經(jīng)驗(yàn)定律§1-2理想氣體及其狀態(tài)方程§1-3理想氣體混合物§1-4真實(shí)氣體的液化第二章

熱力學(xué)第一定律（6學(xué)時(shí)）本章要求：掌握熱力學(xué)的一些基本概念，如：各種系統(tǒng)、環(huán)境、熱力學(xué)狀態(tài)、系統(tǒng)性質(zhì)、功、熱、狀態(tài)函數(shù)、可逆過(guò)程、過(guò)程和途徑等。能熟練運(yùn)用熱力學(xué)第一定律，掌握功與熱的取號(hào)，會(huì)計(jì)算常見(jiàn)過(guò)程中的和的值。了解為什么要定義焓，記住公式的適用條件。掌握理想氣體的熱力學(xué)能和焓僅是溫度的函數(shù)，能熟練地運(yùn)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算理想氣體在可逆或不可逆的等溫、等壓和絕熱等過(guò)程中，的計(jì)算。掌握等壓熱與等容熱之間的關(guān)系，掌握使用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變，掌握與之間的關(guān)系。了解Hess定律的含義和應(yīng)用，學(xué)會(huì)用Kirchhoff定律計(jì)算不同溫度下的反應(yīng)摩爾焓變。主要內(nèi)容：§2-1熱力學(xué)概論：熱力學(xué)的特點(diǎn)和局限性，熱力學(xué)的基本概念?！?-2熱和功：熱和功的定義、性質(zhì)、常見(jiàn)過(guò)程體積功的計(jì)算，可逆過(guò)程?！?-3熱力學(xué)第一定律：熱力學(xué)第一定律經(jīng)典說(shuō)法和數(shù)學(xué)表達(dá)式?！?-4等容熱等壓熱及焓?！?-5熱力學(xué)第一定律在理想氣體中的應(yīng)用?！?-6幾種熱效應(yīng)§2-7化學(xué)反應(yīng)的焓變第三章

熱力學(xué)第二定律（9學(xué)時(shí)）

本章要求：了解自發(fā)變化的共同特征，熟悉熱力學(xué)第二定律的文字和數(shù)學(xué)表述方式。掌握Carnot循環(huán)中，各步驟的功和熱的計(jì)算，了解如何從Carnot循環(huán)引出熵這個(gè)狀態(tài)函數(shù)。理解Clausius不等式和熵增加原理的重要性，會(huì)熟練計(jì)算一些常見(jiàn)過(guò)程如：等溫、等壓、等容和都改變過(guò)程的熵變，學(xué)會(huì)將一些簡(jiǎn)單的不可逆過(guò)程設(shè)計(jì)成始、終態(tài)相同的可逆過(guò)程。了解熵的本質(zhì)和熱力學(xué)第三定律的意義，會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵值來(lái)計(jì)算化學(xué)變化的熵變。理解為什么要定義Helmholtz自由能和Gibbs自由能，這兩個(gè)新函數(shù)有什么用處？熟練掌握一些簡(jiǎn)單過(guò)程的和的計(jì)算。掌握常用的三個(gè)熱力學(xué)判據(jù)的使用條件，熟練使用熱力學(xué)數(shù)據(jù)表來(lái)計(jì)算化學(xué)變化的，和，理解如何利用熵判據(jù)和Gibbs自由能判據(jù)來(lái)判斷變化的方向和限度了解熱力學(xué)的四個(gè)基本公式的由來(lái)，記住每個(gè)熱力學(xué)函數(shù)的特征變量，會(huì)利用的表示式計(jì)算溫度和壓力對(duì)Gibbs自由能的影響主要內(nèi)容：§3-1自發(fā)過(guò)程的共性?！?-2熱力學(xué)第二定律的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)法。§3-3卡諾定理?！?-4熵的概念：熵的概念,第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,熵增加原理?！?-5熵變的計(jì)算?！?-6熵的統(tǒng)計(jì)意義和熱力學(xué)第三定律?！?-7吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能?！?-8熱力學(xué)基本關(guān)系式第四章

多組分系統(tǒng)熱力學(xué)（5學(xué)時(shí)）本章要求：了解偏摩爾量和化學(xué)勢(shì)的概念及它們之間的區(qū)別和相同點(diǎn)。掌握拉烏爾（Raoult）定律和亨利（Henry）定律以及它們的應(yīng)用。了解標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的概念，理解理想系統(tǒng)（理想溶液及理想稀溶液）中各組分化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式。熟練掌握理想溶液和理想稀溶液的氣、液兩相的平衡組成計(jì)算。熟練掌握稀溶液依數(shù)性的有關(guān)計(jì)算。理解逸度和活度的概念及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。主要內(nèi)容：§4-1偏摩爾量?！?-2化學(xué)勢(shì)?！?-3氣體化學(xué)勢(shì)等溫式?！?-4溶液組成的表示法。§4-5稀溶液中的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律?！?-6理想溶液:理想溶液的定義、通性及各組分的化學(xué)勢(shì)?！?-7稀溶液:稀溶液的定義，各組分的化學(xué)勢(shì)，稀溶液的依數(shù)性。§4-8非理想溶液:各組分化學(xué)勢(shì)，活度、活度系數(shù)。第五章

化學(xué)平衡

（3學(xué)時(shí)）

本章要求：熟練掌握根據(jù)范特霍夫等溫方程，由K?及J的相對(duì)大小判斷反應(yīng)方向。掌握標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能的意義及標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能的計(jì)算方法。理解對(duì)任何反應(yīng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)都只是溫度的函數(shù)。熟悉K、Kp、Kx和Kc間的關(guān)系。掌握利用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率、平衡組成、化合物的分解壓力、分解溫度等。掌握各種因素對(duì)平衡的影響。主要內(nèi)容：§5-1化學(xué)反應(yīng)的方向和限度?！?-2范特荷夫等溫方程?！?-3平衡常數(shù)的表示法?！?-4平衡常數(shù)的測(cè)定和平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算?！?-5溫度，壓力，惰性氣體對(duì)平衡常數(shù)的影響。第六章

相平衡

（6學(xué)時(shí)）

本章要求：熟練掌握相平衡的基本概念，相律。理解單組分系統(tǒng)相圖中點(diǎn)，線和面的含義及自由度。掌握水的相圖，掌握三相點(diǎn)和冰點(diǎn)的區(qū)別。熟練掌握完全互溶雙組分系統(tǒng)相圖，了解蒸餾和精溜原理。了解部分互溶雙液系相圖和不互溶雙液系相圖和水蒸氣蒸餾的原理。掌握熱分析法和溶解度法繪制相圖的方法。主要內(nèi)容：§6-1相律：相、組分、組分?jǐn)?shù)、自由度的概念；相律的引出和意義。§6-2單組分系統(tǒng)相圖：克勞修斯-克拉貝龍方程。水的相圖分析?！?-3雙液系相圖：完全互溶雙液系；部分互溶雙液系；完全不互溶雙液系?！?-4二組分固液系統(tǒng)相圖：二組分低共熔；形成化合物；固態(tài)互溶二元相圖。熱分析法和溶解度法繪制相圖。第七章

化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（8學(xué)時(shí)）

本章要求：掌握反應(yīng)速率的表示法及基元反應(yīng)、反應(yīng)級(jí)數(shù)等基本概念。對(duì)于有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反應(yīng)各種特征并能夠由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定簡(jiǎn)單反應(yīng)的級(jí)數(shù)。要掌握三個(gè)典型的復(fù)雜反應(yīng)各自的特點(diǎn)。熟練掌握溫度、活化能對(duì)反應(yīng)速率的影響，阿侖尼烏斯經(jīng)驗(yàn)式中各項(xiàng)的含義，會(huì)計(jì)算Ea、A、k等物理量。掌握鏈反應(yīng)的特點(diǎn)，會(huì)應(yīng)用穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設(shè)等近似處理的方法。了解化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的碰撞、過(guò)渡態(tài)理論的基本內(nèi)容。了解催化作用的基本知識(shí)及常見(jiàn)的催化反應(yīng)的類型。主要內(nèi)容：§7-1基本概念?！?-2簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)：一級(jí)反應(yīng)，二級(jí)反應(yīng)，零級(jí)反應(yīng)?！?-3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響：阿倫尼烏斯方程，活化能?！?-4復(fù)雜反應(yīng)：對(duì)峙反應(yīng)，連串反應(yīng)，平行反應(yīng)，鏈反應(yīng)?！?-5反應(yīng)機(jī)理：穩(wěn)態(tài)近似，平衡假設(shè)，速控步?！?-6反應(yīng)速率理論：碰撞理論，過(guò)渡態(tài)理論?！?-7催化反應(yīng)：均相催化，多相催化，酶催化。第八章

電化學(xué)（7學(xué)時(shí)）本章要求：理解電化學(xué)中的一些基本概念，如原電池和電解池的異同點(diǎn)，電極的陰、陽(yáng)離子、正負(fù)的定義，離子導(dǎo)體的特點(diǎn)和電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理，理解法拉弟定律。掌握電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的定義、相互關(guān)系、影響因素、測(cè)定方法及應(yīng)用，了解離子遷移數(shù)的定義、測(cè)定方法及應(yīng)用。正確理解電解質(zhì)溶液的平均活度和平均活度系數(shù)的定義，了解電解質(zhì)離子的平均活度系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。掌握離子強(qiáng)度的概念和離子平均活度因子的理論計(jì)算。了解電化學(xué)系統(tǒng)，掌握可逆電池的熱力學(xué)特征及研究意義，了解電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理及電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定方法，掌握電池的圖示，電極電勢(shì)符號(hào)的規(guī)約，根據(jù)電池的圖示寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。掌握由可逆電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等。掌握電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的一些重要應(yīng)用。如計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)的變化值、計(jì)算電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等等。了解電解過(guò)程中的極化作用和電極上反應(yīng)的先后次序，具備一些金屬腐蝕和防腐的基本知識(shí)，了解化學(xué)電源的基本類型和發(fā)展趨勢(shì)。主要內(nèi)容：§8-1電化學(xué)的基本概念。§8-2電導(dǎo)及其應(yīng)用?！?-3強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論?！?-4可逆電池與可逆電極?！?-5可逆電池的熱力學(xué)?！?-6電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。§8-7電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用?！?-8極化作用和電極反應(yīng)?！?-9金屬腐蝕與防護(hù)?！?-10化學(xué)電源。第九章

界面現(xiàn)象（7學(xué)時(shí)）本章要求：掌握表面吉布斯自由能、表面張力的概念，了解它們的異同點(diǎn)。熟練彎曲表面的附加壓力產(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關(guān)系，學(xué)會(huì)使用楊-拉普拉斯公式。了解彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，學(xué)會(huì)使用Kelvin公式及應(yīng)用。掌握吉布斯吸附等溫式的表示形式，各項(xiàng)的物理意義并能應(yīng)用及作簡(jiǎn)單計(jì)算。

理解什么叫表面活性物質(zhì)，了解表面活性劑的大致分類及它的幾種重要作用。了解鋪展與潤(rùn)濕。理解氣—固表面的吸附本質(zhì)及吸附等溫線的主要類型。主要內(nèi)容：§9-1表面自由能和表面張力?！?-2彎曲表面的表面現(xiàn)象：附加壓力，毛細(xì)管現(xiàn)象，開(kāi)爾文公式。§9-3溶液的表面吸附：溶液表面層的吸附現(xiàn)象，吉布斯等溫吸附方程，表面活性物質(zhì)的基本性質(zhì)及分類?！?-4表面活性劑及其作用?！?-5固體表面的吸附。第十章

膠體化學(xué)（3學(xué)時(shí)）本章要求：了解膠體系統(tǒng)的的基本特性。了解膠體分散系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)。掌握溶膠在穩(wěn)定性方面的特點(diǎn)及電解質(zhì)對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響。了解什么是唐南平衡。主要內(nèi)容：§10-1分散系統(tǒng)的分類?！?0-2溶膠的制備和凈化?！?0-3膠體的光學(xué)性質(zhì)、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和電性質(zhì)?！?0-4膠體的不穩(wěn)定性?！?0-5大分子溶液及唐南平衡。三、課外習(xí)題及自學(xué)要求【課外習(xí)題】對(duì)于課外習(xí)題，每個(gè)類型題要求學(xué)生至少做兩道題，建議每章留習(xí)題數(shù)目制表如下：

章節(jié)需完成的習(xí)題數(shù)緒論

第一章

氣體

第二章

熱力學(xué)第一定律10～15第三章

熱力學(xué)第二定律10～15第四章

多組分系統(tǒng)熱力學(xué)8～10第五章

化學(xué)平衡

8～10第六章

相平衡6～8第七章

化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)10～15第八章

電化學(xué)

第九章

界面現(xiàn)象6～8第十章

膠體化學(xué)5～8考核方式：考試。成績(jī)構(gòu)成：考試成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%.四、