物理化学大纲1.doc

课程类别：学科基础教育课程 课程名称：物理化学开课单位: 理学院化学系 课程编号：2040108总 学 时：56 学 分：3.5适用专业：无机非金属材料工程、高分子材料与工程、环境工程 一、课程在教学计划中的地位及其作用：物理化学是从化学现象与物理现象的联系去寻求化学变化规律的一门学科。需用物理的理论及实验方法，去研究化学变化的一般理论问题。物理化学的主要支柱是热力学、统计力学和量子力学，物理化学主要研究物质的相变化及化学变化，研究变化的可能性与现实性。物理化学是化工与应用化学类专业的一门必修基础课。通过本门课程的学习，学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念、基本原理及计算方法，同时还应得到一般科学方法地训练和逻辑推导能力的培养，并具备初步运用物理化学方法解决实际问题的能力。二、课程内容、基本要求：绪言1、初步认识与了解物理化学学科的研究目的与研究内容，初步明确学习物理化学课程的正确学习方法。第一章 气体的P、V、T性质1、复习理想气体的状态方程、微观模型、低压混合气的定律、实际气体的状态方程、临界性质及气体的液化。2、熟练掌握对应状态原理、压缩因子及压缩因子图。第二章 热力学第一定律1、复习热力学基本概念：系统与环境、功与热、内能与焓，掌握新的热力学基本概念：过程与途径、状态函数、可逆过程、摩尔热容、可逆相变与不可逆相变。2、熟练掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式，能熟练计算理想气体单纯状态过程与相变过程中的热与功、U与H，并能熟练计算化学变化过程中的标准摩尔反应焓变。3、掌握固液体恒压过程的热及焓变计算，基尔霍夫定律等。4、了解实际气体节流膨胀过程及实际气体的热力学。 第三章 热力学第二、三定律1、掌握热力学第二定律的有关基本概念：自发过程的共同特征不可逆性、热力学第二定律的经典叙述、卡诺循环与卡诺定理。2、熟练掌握热力学第二定律的数学表达式克劳修斯不等式、熵的概念、熵判据。3、熟练掌握理想气体单纯状态过程、理想气体混合过程、固液体恒压过程、液体混合过程中熵变的计算。4、理解熵的物理意义、热力学第三定律、规定熵与标准熵，并掌握化学变化过程中熵变的计算。5、掌握亥姆霍兹函数与吉布斯函数的定义式、亥氏函数判据与吉氏函数判据、各种变化过程A与G的计算。6、熟练掌握热力学基本方程及麦克斯韦尔关系式及一些重要热力学关系式的推导方法。第四章 多组分体系热力学1、掌握多组分体系的若干概念：液体混和物与液态溶液、偏摩尔量、化学势及化学势判据。2、掌握各种形态物质的化学势表达式（理想气体、实际气体、纯液固体、液体混合物中各组分），了解逸度与逸度系数、活度与活度系数的概念。3、熟练掌握拉乌尔定律与亨利定律以及稀溶液的依数性。4、理解理想液态混合物与实际液态混合物的蒸汽压规律。 第五章 化学平衡1、复习关于化学平衡的若干概念：化学反应的摩尔反应吉布斯函数变、化学反应的标准摩尔反应吉布斯函数变、化学反应的标准平衡常数。 第六章 相平衡1、熟练掌握有关相平衡的若干概念与相律。2、熟练掌握单组分物系水的相图与克拉贝龙方程。3、熟练掌握二组分理想液态混合物的气液平衡相图：相图的结构与特点、杠杆规则、用相律分析相图。4、一般理解二组分实际液态混合物的气液平衡相图（各种偏差体系的相图），理解精馏原理。5、一般掌握二组分液态部分互溶物系及完全不互溶物系的气液平衡相图：部分互溶物系的液液平衡相图一溶解度曲线、液态部分互溶物系的气液平衡相图、完全不互溶物系的气液平衡相图及水蒸汽蒸馏。6、掌握二组分物系液固相平衡：固态不互溶凝聚物系相图、生成化合物的凝聚物系相图、固态部分互溶凝聚物系的相图（各种典型相图的结构与特点、热分析法绘制相图、用相律分析相图）。 第七章 电化学1、掌握电解质溶液的导电机理、电极反应、电池反应、法拉第定律及离子的迁移现象。2、熟练掌握有关电解质溶液的基本概念：电导、电导率、电池常数、摩尔电导率、离子极限摩尔电导率及离子独立运动定律。3、熟练掌握电导测定的应用。4、了解电解质离子的平均活度与平均活度系数、德拜谢克尔极限公式。5、熟练掌握原电池的构成及书写方法、简单原电池的设计、可逆电池及可逆电池电动势的测定。6、熟练掌握可逆电池热力学的计算。7、了解电动势的产生、标准电动势、电极电势、标准电极电势及电动势的计算方法。8、了解液体接界电位的产生机理，掌握液体接界电位的消除方法。9、了解电极的种类及电极极化。 第八章 表面现象1、了解表面现象的基本概念：表面张力、表面功、表面吉布斯函数。2、熟练掌握润湿现象及基本概念：润湿、接触角与扬氏方程。3、熟练掌握毛细现象及基本概念：附加压力与拉普拉斯公式、毛细现象、液体表面张力的测定。4、熟练掌握微细物质的物理性质及各种亚稳状态：开尔文公式与过饱和蒸汽、微小晶体的溶解度与过饱和溶液、微小晶体的熔点与过冷液体、过热液体。5、了解物理吸附与化学吸附、朗格谬尔吸附理论与吸附等温式、弗罗因德利希吸附等温式、BET吸附理论.6、了解溶液表面的吸附现象及吉布斯吸附公式，掌握表面活性剂及其作用。 第九章 化学动力学基础1、了解化学反应速率的表示方法、反应速率的实验测定及动力学曲线。2、掌握化学反应经验速率方程、反应级数、反应速率常数。3、熟练掌握具有简单级数的反应速率方程的积分形式：一级反应、二级反应、零级反应与n级反应，以及用压力等物理量代替浓度表示的动力学方程。4、掌握确定速率方程的方法：试差法、半衰期法、微分法及其他方法。5、掌握有关反应机理的基本概念：基元反应、反应分子数、质量作用定律、反应机理以及由反应机理建立速率方程的近似方法（稳态近似法、平衡态近似法、控制步骤法）。6、掌握温度对反应速率的影响：Arrhennius方程与活化能。7、简单了解简单碰撞理论的基本思想与结果、过渡状态理论的基本思想与基本公式。8、了解各类特殊反应的动力学：溶液中反应的特征、多相反应的步骤、光化反应（光化反应的特征、光化定律及量子效率、光化反应动力学）、催化作用（催化作用类型、基本特征、一般机理、酸碱催化与络合催化以及多相催化的基本概念）。 第十章 胶体化学1、掌握分散体系的类型、胶体的基本特征、胶体的制备。2、熟练掌握胶体的基本性质：光学性质、动力性质、电学性质（电泳现象、胶粒带电的原因）。3、熟练掌握憎液溶胶的胶团结构。4、掌握憎液溶胶稳定的原因与溶胶的聚沉。三、学时分配 章 节