《物理化学A1》课程教学大纲.pdf

物理化学 物理化学 A1 课程教学大纲 课程教学大纲 物理化学 A1 课程课程 代码代码 B207070 课程名称课程名称 Physical Chemistry A1 课课 程程 基基 本本 情情 况况 1 学分 3 5 学时 56 理论学时 56 实验学时 0 2 课程性质 学科大类专业基础课 3 适用专业 应用化学 化学工程与工艺 制药工程等 4 适用对象 本科 5 先修课程 高等数学 大学物理 6 教材与参考书目 物理化学 第四版 天津大学物理化学教研室 高等教育出版社 2002 物理化学 第五版 南京大学物理化学教研室 高等教育出版社 2005 物理化学 第四版 胡英主编 高等教育出版社 2000 多媒体 CAI 物理化学 第四版 傅玉普主编 大连理工大学出版社 2004 Physical chemistry 7th ed Atkins P W Oxford University Press 2002 影印版 高等教育出版社 2006 Physical chemistry 3th ed Levin I N McGraw Hill 1988 7 考核方式 考试课 闭卷考试 也可安排开卷考试 平时成绩 期中考试与期末考试各占的 百分比为 10 20 70 8 教学环境 课堂教学 多媒体 课课 程程 教教 学学 目目 的的 物理化学 A 主要研究各种物理变化和化学变化的平衡规律和变化速率规律一 门科学 是化学 化工 制药等专业的一门学科基础课 通过本门课程的学习 要求学生比较牢固地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程教学的整个过 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 并初步具有应用物理化学的基本原理分析和解决一些实际问题的能 力 物理化学理论研究方法有热力学方法 动力学方法 量子力学方法和统计力学 方法 量子力学部分内容在结构化学课程中讲述 对理工科学生来说 热力学方 法和动力学方法是主要的 基本的 后两种方法的重要性正在日益增加 物理化 学 A1 以化学热力学为基础 在加强基本知识 基本理论和基本方法的同时 注意 适度反映现代物理化学学科领域发展的新动向和新趋势 要求学生较好地掌握热 力学方法 具有应用热力学基本原理分析和解决一些实际问题的能力 课课 程程 内内 容容 学学 时时 分分 配配 及及 教教 学学 基基 本本 要要 求求 1 绪论与气体性质绪论与气体性质 6 学时学时 1 1 物理化学的研究对象 方法和学习目的 了解 1 2 理想气体状态方程和混合气体的性质 分压和道尔顿定律 分容和阿马格定律 掌握 1 3 实际气体的状态方程 范德华方程 了解 1 4 实际气体的液化和临界性质 了解 1 5 对应状态原理与压缩因子图 了解 重点 理想气体和实际气体的实际应用 难点 实际气体的液化和对应状态原理 2 热力学第一定律热力学第一定律 12 学时学时 2 1 热力学基本慨念和术语 下列热力学基本概念 平衡状态 状态函数 可逆过程 热力学标准态 理解 2 2 热力学第一定律 热力学第一定律的叙述及数学表达式 掌握 理解 2 3 焓 标准摩尔生成焓 标准摩尔燃烧焓 反应的标准摩尔 变 等概念及掌握其 计算方法 理解 2 4 反应的标准摩尔焓 变 与温度关系 掌握 2 5 理想气体绝热可逆过程的 pVT 关系及理解其功的计算 掌握 2 6 节流膨胀 了解 重点 热力学基本概念 热力学第一定律的应用 难点 热力学能 焓 功 热的计算 3 热力学第二定律热力学第二定律 12 学时学时 3 1 了解卡诺循环 3 2 热力学第二定律 热力学第二定律的叙述及数学表达式 理解 熵增原理 掌 握 3 3 熵 理想气体 pVT 变化 相变化和化学变化过程中系统熵变的计算方法和环境熵 变的计算方法 以及用总熵变判断过程的方法 掌握 3 4 热力学第三定律 了解 3 5 亥姆霍兹和吉布斯函数 Helmholtz 函数和 Gibbs 函数以及标准生成 Gibbs 函数 等概念并其计算方法和各种平衡依据 掌握 热力学公式的适用条件 理解 3 6 热力学基本方程和 Maxwell 关系 理解 用它们推导重要热力学公式的演绎 方法 了解 3 7 热力学第二定律应用 Clapeyron 克拉佩龙 方程 会从相平衡条件推导 Clapeyron 方程和 Clapeyron Clausius 方程 并能应用这些方程进行有关的计算 重点 方向和平衡的判断 难点 熵变的计算 热力学公式的推导 4 多组分系统热力学多组分系统热力学 8 学时学时 4 1 Raoult 定律和 Henry 定律以及它们的应用 掌握 4 2 偏摩尔量和化学势的概念 理想系统 理想液态混合物及理想稀溶液 中各组分 化学势的表达式 理解 课课 程程 内内 容容 学学 时时 分分 配配 及及 教教 学学 基基 本本 要要 求求 4 3 能斯特分配定律 理解 4 4 稀溶液的依数性 了解 4 5 逸度和活度的概念 逸度和活度的标准态和对组份的活度系数的简单计算方法 了解 重点 Raoult 定律和 Henry 定律的应用 偏摩尔量 逸度和活度的计算 难点 偏摩尔量 化学势和热力学标准态的概念 5 化学平衡化学平衡 6 学时学时 5 1 等温方程及标准平衡常数 标准平衡常数的定义 理解 会用热力学数据计 算标准平衡常数 等温方程的推导 了解 用等温方程判断化学反应的方向和限 度的方法 掌握 5 2 平衡常数的测定 理解 平衡组成的计算 掌握 5 3 温度对标准平衡常数的影响 等压方程的推导 温度对标准平衡常数的影响 会用等压方程计算不同温度下的标准平衡常数 理解 5 4 影响理想气体反应平衡的其它因素 压力和惰性气体对化学平衡组成的影响 了解 5 5 同时平衡 了解 重点 判断化学反应的方向和限度的方法 影响化学反应平衡的因素 难点 标准平衡常数的计算 6 相平衡相平衡 8 学时学时 6 1 相律的推导和定义 理解 6 2 单组分系统相图的特点和应用 掌握 6 3 二组分系统气 液平衡相图的特点 包括温度 组成图 压力 组成图 气相组 成 液相组成图 掌握 6 4 二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气 液平衡相图 掌握 6 5 二组分系统固 液平衡相图 包括生成稳定 不稳定化合物及固态部分互溶相 图 相图部分要求会填写相图中各区域存在的物质 能用杠杆规则进行计算 能 用相律分析相图和计算自由度数 能从实验数据绘制相图 掌握 6 6 三组分系统相图 了解 重点 相律 二组分系统各种类型的相图 难点 读图识图以及相图的应用 7 胶体化学胶体化学 4 学时学时 7 1 胶体的制备方法 了解 7 2 胶体的若干重要性质 Tyndall 效应 Brown 运动 沉降平衡 电泳和电渗 7 3 胶团的结构和扩散双电层概念和憎液溶胶的聚沉 了解 7 4 憎液溶胶的 DLVO 理论 理解电解质对溶胶和高分子溶液稳定性的作用 了 解 7 5 乳状液的类型及稳定和破坏的方法 了解 重点 胶体的若干重要性质 胶团的结构 扩散双电层 难点 DLVO 理论 备注备注 大纲大纲 编写编写 责任责任 人人 徐瑞云 物理化学 教研室 2007 年 3 月 31 日 教研教研 室审室审 核意核意 见见 王世慧 物理化学 教研室 2007 年 3 月 31 日 系系 院 院 审核审核 意见意见 化学工程 徐瑞云 2007 年 3 月 31 日 物理化学 物理化学 A2 课程教学大纲 课程教学大纲 物理化学 A2 课程课程 代码代码 B207076 课程名称课程名称 Physical Chemistry A2 课课 程程 基基 本本 情情 况况 1 学分 3 学时 48 理论学时 48 实验学时 0 2 课程性质 学科大类专业基础课 3 适用专业 应用化学 应用化学 中外合作 化学工程与工艺等 4 适用对象 本科 5 先修课程 高等数学 大学物理 物理化学 A1 6 教材与参考书目 物理化学 第四版 天津大学物理化学教研室 高等教育出版社 2002 物理化学 第五版 南京大学物理化学教研室 高等教育出版社 2005 物理化学 第四版 胡英主编 高等教育出版社 2000 多媒体 CAI 物理化学 第四版 傅玉普主编 大连理工大学出版社 2004 Physical chemistry 7th ed Atkins P W Oxford University Press 2002 影印版 高等教育出版社 2006 Physical chemistry 3th ed Levin I N McGraw Hill 1988 7 考核方式 考试课 闭卷考试 也可安排开卷考试 平时成绩 期中考试与期末考试各占的 百分比为 10 20 70 8 教学环境 课堂教学 多媒体 课课 程程 教教 学学 目目 的的 物理化学 A 主要研究各种物理变化和化学变化的平衡规律和变化速率规律一 门科学 是化学 化工 制药等专业的一门学科基础课 通过本门课程的学习 要求学生比较牢固地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程教学的整个过 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 并初步具有应用物理化学的基本原理分析和解决一些实际问题的能 力 物理化学理论研究方法有热力学方法 动力学方法 量子力学方法和统计力学 方法 量子力学部分内容在结构化学课程中讲述 对理工科学生来说 热力学方 法和动力学方法是主要的 基本的 后两种方法的重要性正在日益增加 物理化 学 A2 以化学动力学和统计热力学为基础 在加强基本知识 基本理论和基本方法 的同时 注意适度反映现代物理化学学科领域发展的新动向和新趋势 要求学生 较好地掌握化学动力学方法 初步了解统计力学方法 课课 程程 内内 容容 学学 时时 分分 配配 及及 教教 学学 基基 本本 要要 求求 1 电化学电化学 12 学时学时 1 1 电解质溶液的导电机理和法拉第定律 了解 1 2 离子迁移数 理解 1 3 表征电解质溶液导电能力的物理量 电导率 摩尔电导率 理解 1 4 离子独立运动定律 了解 1 5 电导测定的应用 理解 1 6 电解质活度和离子平均活度系数的概念 理解 1 7 离子氛的概念和 Debye Huckel 极限公式 了解 1 8 可逆电池及韦斯顿标准电池 理解 1 9 原电池电动势与热力学函数的关系 理解 1 10 Nernst 方程及其计算 掌握 1 11 各种类型电极的特征 掌握 1 12 电动势测定的主要应用 掌握 1 13 把一般的电池反应设计成电池 掌握 1 14 产生电极极化的原因和超电势的概念 理解 重点 电化学系统中的基本原理及其应用 难点 离子氛的概念 电解质活度 离子平均活度系数和超电势的计算 2 统计热力学初步统计热力学初步 12 学时学时 2 1 粒子各运动形式的能量计算及统计权重 掌握 2 2 独立子系统的微观状态 能量分布和宏观状态的关系 了解 2 3 统计热力学的基本假设 理解 2 4 Boltzmann 能量分布及其适用条件 理解 2 5 配分函数的定义 物理意义和析因子性质 理解 双原子分子移动 转动和 振动配分函数的计算 掌握 2 6 独立子系统的能量 热容 熵与配分函数的关系 理解 2 7 平衡常数计算 了解 2 8 系综的概念 了解 重点 统计热力学的基本假设 配分函数 统计热力学的应用初步 难点 配分函数的计算 熵的计算 3 表面现象表面现象 6 学时学时 3 1 表面张力和表面 Gibbs 函数的概念 理解 3 2 铺展和铺展系数 润湿 接触角和 Young 方程 了解 3 3 弯曲界面的附加压力概念和 Laplace 方程 理解 3 4 Kelvin 公式及其应用 解释亚稳状态和新相生成现象 理解 3 5 物理吸附与化学吸附的含义和区别 了解 Langmuir 吸附 单分子层吸附模 型和吸附等温式 掌握 3 6 溶液界面的吸附及表面活性物质的作用 了解 Gibbs 吸附等温式 理解 重点 Laplace 方程 Kelvin 公式 Langmuir 吸附等温式和 Gibbs 吸附等温式等公 式及其应用 难点 表面张力和附加压力的关系 Gibbs 表面相的概念 课课 程程 内内 容容 学学 时时 分分 配配 及及 教教 学学 基基 本本 要要 求求 4 化学动力学及其应用化学动力学及其应用 18 学时学时 4 1 化学反应速率定义及测定方法 了解 4 2 反应速率常数及反应级数的概念 基元反应及反应分子数的概念 理解 4 3 零级 一级和二级反应的速率方程的积分式及其应用 掌握 4 4 通过实验建立速率方程的方法 掌握 4 5 Arrhennius 方程及其应用 明了活化能及指前因子的定义和物理意义 掌握 4 6 对行反应 连串反应和平行反应的动力学特征 理解 4 7 由反应机理建立速率方程的近似方法 稳定态近似方法 平衡态近似法 掌 握 4 8 单分子反应的 Lindemann 林德曼 机理 了解 4 9 链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关系 了解 4 10 简单碰撞理论的基本思想和结果 了解 4 11 经典过渡状态理论的基本思想 基本公式及有关概念 理解 4 12 溶液中的反应特征 了解 4 13 光化学第一 第二定律 理解 量子效率的概念及计