物理化学及实验 教学大纲

1、物理化学B 教学大纲（学分 5 ，学时 80 ）一、课程的性质与任务本课程是化学工程与工艺、环境科学与工程、生物科学与工程、精细化工、高分子化工、制药工程等专业大类课程。本课程研究化学变化、相变化及其他有关的物理变化的基本原理和规律，主要是平衡规律和变化速率的规律。通过本课程的学习，使学生比较牢固地掌握物理化学基础理论知识及其计算方法，得到一般科学方法的进一步训练，培养在科研和实际生产中提出问题、分析问题和解决问题的能力，为学生继续学习相关专业课程打下必要的物理化学理论基础。二、课程内容、基本要求与学时分配0.概论 0.5学时 了解物理化学的主要内容和研究方法。1.化学热力学基础 19.5学时

2、理解下列热力学基本概念：平衡状态，状态函数，可逆过程。理解热与功的概念；掌握体积功的定义及体积功的计算。掌握热力学第一、第二、第三定律的叙述及其数学表达式。理解热力学能、焓、熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数、标准生成焓、标准生成吉布斯函数、标准熵、热容、相变焓、蒸汽压的定义，并掌握相关计算和应用。理解推导热力学公式的演绎方法。掌握熵增原理及平衡判据的一般准则。会用亥姆霍茨函数判据，吉布斯函数判据，了解其应用条件。理解热力学基本方程。理解麦克斯韦关系式。理解从相平衡条件推导克拉佩龙方程和克拉佩龙-克劳修斯方程的方法，掌握其有关应用计算。 2.多组分系统热力学 8学时理解偏摩尔量及化学势的概念。理解多

3、组分组成可变的均相系统的热力学基本方程及其应用。掌握拉乌尔定律和亨利定律的内容及其应用。理解理想液态混合物、理想稀溶液的主要特征。了解活度和活度因子、逸度和逸度因子的概念。了解理想和实际系统各组分化学势的表达式。能够应用稀溶液依数性公式进行有关计算。3.化学平衡 4学时理解化学反应的限度。掌握标准平衡常数的定义。掌握标准平衡常数和温度的关系。能利用热力学数据计算标准平衡常数。会分析温度、压力、组成对化学反应平衡的影响。理解理想气体与纯固体（或纯液体）反应的化学平衡；掌握固体化合物分解压力的概念和计算。了解同时反应的化学平衡和耦合反应的化学平衡。4. 相平衡 8学时了解相律的推导。理解相律的意义

4、，掌握其应用。掌握单组分系统相图的特点和应用。掌握二组分气液系统、液液系统典型相图的特点和应用。掌握二组分固态完全不互溶系统的熔点-组成图的阅读和应用。能够用杠杆规则进行分析计算。能够由实验数据绘制简单相图。5.界面化学 10学时理解表面张力及表面能的概念及其与接触角、润湿、铺展的联系。理解弯曲液面对液体表面热力学性质的影响。理解拉普拉斯公式及开尔文公式并会应用。了解亚稳状态与新相生成的关系。理解溶液表面上的吸附及表面活性物质的作用。了解吉布斯吸附公式。理解物理吸附和化学吸附的特点与区别。掌握兰缪尔单分子层吸附理论。了解多相催化反应L-H机理和E-R机理。了解竞争/吸附解离的兰缪尔吸附。了解B

5、ET多分子层吸附及其应用，了解常见的吸附定温线类型。理解分散系统的分类及胶体的定义。理解溶胶的斯特恩模型，能够用斯特恩模型理解溶胶的性质。理解溶胶的稳定和破坏的原因。6.化学动力学 14学时了解化学动力学研究的内容和方法。掌握化学反应速率、定容反应速率、反应速率常数、反应级数、元反应、反应分子数的概念。掌握一级、二级和零级反应速率方程及其应用。理解通过实验建立反应速率方程的方法。理解典型复合反应（平行反应、对行反应和连串反应）的特点。掌握稳态近似法、平衡近似法和反应速率决定步骤的概念及应用。了解简单碰撞理论和活化络合物理论的基本思想、有关概念及基本公式。理解温度对反应速率的影响，掌握阿仑尼乌斯

6、方程并会应用。理解活化能和指前因子的定义。了解催化作用的特点及催化剂的构成、活性中心等概念。会推导气-固相催化反应的动力学方程，计算表观活化能。了解溶液中反应的基本特征。理解链反应的特点。7.光化学反应 2学时理解光化学基本定律、光能是属性与光化学反应平衡的概念，会表达光化学反应平衡常数。了解光化学的量子效率及温度对光化学反应速率的影响。8.电化学 8学时掌握电化学基本概念及法拉第定律。理解电解质溶液导电性质的物理量（电导率、摩尔电导率、离子迁移数）及离子独立移动定律。理解电解质溶液的平均活度和平均活度因子。理解离子强度的概念，会运用德拜-休克尔极限公式计算。理解可逆电池的概念。掌握能斯特方程

7、。掌握电池电动势的计算及其实际应用。了解电动势的产生机理，掌握电极电势及其计算。理解极化作用和超电势的概念。了解电解时电极反应的竞争。了解电化学腐蚀与防腐、化学电源及电化学合成的应用。9. 统计热力学初步 6学时了解统计热力学研究的内容和方法。了解统计系统的分类。了解等概率原理和最概然分布。理解玻兹曼分布及其适用条件。理解粒子配分函数的定义和析因子性质。掌握双原子分子的平动、转动和振动配分函数的计算。理解独立子系统的热力学能、熵与配分函数的关系。理解统计热力学对理想气体系统的应用。三、课程的其它教学环节安排2-3次关于物理化学学科前沿发展的讲座，学生自愿参加。四、说明本课程的先修课程为高等数学

8、、无机化学、有机化学、普通物理。物理化学课程含理论教学和实验教学，物理化学实验单独设课。本大纲只含理论教学部分。五、课程使用的教材和主要参考书使用教材： 基础物理化学. 王新平，王旭珍，王新葵编写. 北京：高等教育出版社，2011主要参考书：1物理化学(第五版). 傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华编. 北京：高等教育出版社, 20062物理化学(第五版). 天津大学物理化学教研室编, 王正烈，周亚平，李松林，刘俊吉修订. 北京: 高等教育出版社，20093物理化学（第五版），胡英主编，吕瑞东, 刘国杰, 黑恩成编. 北京：高等教育出版社, 20104.多媒体CAI物理化学(第五版). 傅玉普，郝策主编. 大连: 大连理工大学出版社, 20115.物理化学学习指导（第三版）傅玉普,林青松,王新平主编. 大连: 大连理