《物理化学》b课程教学大纲(修订)

物理化学B 课程教学大纲（修订） 课程名称：Physical Chemistry B 课程类型：学科基础课 学 时：80 学 分：5 适用对象：适用于高等工科院校化工、环工、轻工、材料及染整等各类专业本科生。 一.课程的性质、目的和任务 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，其中主要是研 究平衡规律和变化速率规律。 物理化学包括理论教学及实验教学。在我校，物理化学实验已单独设课，故本大纲 不包括实验教学内容。 物理化学理论研究的方法为热力学方法、动力学方法、量子力学方法及统计热力学 方法。本大纲要求掌握热力学方法和动力学方法，统计热力学方法、量子力学方法将作 为选修课向有关专业讲授，不在本大纲要求之内。 通过本门课程的学习，学生应比较牢固地掌握物理化学的基本概念、基本理论和基 本计算方法。应使学生得到一般科学方法的进一步训练，培养学生提出问题、分析问题 和解决问题的能力。特别是通过热力学和动力学的学习，使学生进一步熟悉从实验结果 出发进行归纳、演绎及由假设和模型上升为理论，并结合具体条件应用理论解决具体问 题的一般的科学方法。为进一步学习其它课程打下基础。 二、课程基本要求 1.化学热力学 (1)热力学基础 理解第一、二、三定律的叙述及数学表达式，明确内能，焓，熵，吉布斯函数，亥 姆霍兹函数，标准生成焓，标准熵及标准生成吉布斯函数的定义并会应用。 (2)多组分系统热力学及相平衡 理解偏摩尔量及化学势的概念，会从相平衡条件推导克拉佩龙方程和克克方程， 并能应用这些方程进行有关的计算。理解相律，并会利用相律来解决问题，能够根据不 同条件绘制出单组分，二组分系统的相图，并能熟练地分析相图，利用相图解释问题。 (3)化学平衡 明确标准平衡常数的定义，了解等温方程和等压方程的推导，并会应用。 2.电化学 了解表征电解质溶液导电性质的物理量，并能熟练进行它们之间的求解，了解可逆 电池的概念，能够熟练运用能斯特方程，原电池热力学公式进行计算。 3.化学动力学 明确化学反应速率，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，掌握零级，一级和二级反应的速率方程及其应用，典型复合反应。 4.表面现象及胶体化学 理解表面张力及表面吉布斯函数的概念及其与接触角，润湿，铺展的联系，了解弯 2 曲液面对热力学性质的影响，了解拉普拉斯公式及开尔文公式的应用；胶体系统的制备， 胶体系统的光学性质，胶体系统的动力性质，胶体系统的电学性质。胶体的稳定与聚沉。 做好习题是学好本课程的重要内容，习题数量建议在 80120 题左右。 三、课程内容及学时分配 1.绪论（1 学时） 物理化学课程的内容；学习物理化学的要求及方法；物理量的表示及运算。 2.气体的 pVT 关系（3 学时） 理想气体状态方程，理想气体混合物，分压定律，分体积定律，气体的液化，真实 气体状态方程方程。对应状态原理，压缩因子图。 3.热力学第一定律（12 学时） （1）热力学第一定律：概念，术语，第一定律，恒压热，恒容热，焓。 （2）过程热的计算：热容，相变热，化学反应热，盖斯定律。 （3）可逆体积功的计算：可逆过程及可逆体积功。 （4）相变焓和摩尔反应焓的计算。 （5）节流膨胀和焦耳汤姆逊效应。 4.热力学第二定律（12 学时，含热力学第一、二定律两部分的一次习题课） 卡诺循环，热力学第二定律，过程可能性判据，熵和熵增原理，熵变的计算，热力 学第三定律，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本方程，克拉佩龙方程，吉布斯 亥姆霍兹方程，麦克斯韦关系式。 5.多组分系统热力学（6 学时） 偏摩尔量，化学势，气体组分的化学势，拉乌尔定律和亨利定律，理想液态混合物，理 想稀溶液，稀溶液的依数性。.逸度与逸度系数，活度与活度系数。 6.化学平衡（6 学时） 化学反应的平衡条件，等温方程，理想气体反应的标准平衡常数，影响反应平衡因 素，化学反应等压方程。 7.相平衡（8 学时） 相律，杠杆规则，单组分系统相图，二组分理想液态混合物气液平衡相图，真实 液态混合物气液平衡相图，二组分液态部分互溶及完全不溶系统气液平衡相图，二 组分不互溶系统和互溶系统液固平衡相图，生成化合物的二组分凝聚系统相图。 8.电化学（10 学时） （1）电解质溶液：电解质溶液的导电机理和法拉第定律，离子迁移数，电导及电导的测 定，摩尔电导率，电解质平均活度，平均活度因子，德拜许克尔极限公式。 （2）原电池：可逆电池，电极类型，标准电池，原电池热力学，能斯特方程，电极电位 和液体接界电势。电动势的测定与应用，原电池的设计。 （3）电解与极化：分解电压，极化作用，超电势，离子析出电势。 3 9.界面现象（5 学时） 界面张力，弯曲液面的附加压力和毛细现象，亚稳状态和新相的生成，固体表面上 的吸附作用，等温吸附，润湿现象，溶液表面的吸附。 10.化学动力学（11 学时） 化学反应速率及速率方程，速率方程的积分形式，速率方程的确定，温度对反应速 率的影响，活化能，典型复合反应，复合反应速率的速率近似处理。溶液中的反应，光 化学反应，量子效率，催化反应。 11.胶体化学（6 学时，含总复习） 胶体系统的制备，胶体系统的光学性质，胶体系统的动力性质，胶体系统的电学性 质，胶团结构，胶体系统的稳定与聚沉。高分子溶液的渗透压与唐南平衡。 四、实验教学内容及要求 物理化学实验单独开课，不在此大纲范围内。见物理化学实验B 大纲。 五、教材及参考文献 教 材：天津大学王