《物理化学》理论教学大纲（供四年制本科制药工程、临床药学专业使用）

PAGE《物理化学》理论教学大纲（供四年制本科制药工程、临床药学专业使用）І前言物理化学是药学各相关专业的一门重要专业基础课。物理化学课程教学内容包括化学热力学、化学动力学、表面化学、胶体化学、相平衡等方面的基本知识、原理。通过学习学生能基本解决化学（药学）反应系统变化方向与限度方面的问题；能解决化学（药学）反应系统速率与机理的问题；具有进一步学习药理学、药物化学等课程必需的基本知识与技能。物理化学课程包括理论教学和实验教学。通过本门课程的学习，学生应比较牢固的掌握物理化学的基本原理及知识，同时使学生在科学方法的训练和逻辑思维能力的培养方面得到提高。这种训练和培养应贯穿在课程教学整个过程中，使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或将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方法。本大纲适用于四年制本科制药工程、临床药学专业使用。现将大纲使用中有关问题说明如下：一

为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别对应，并统一标示(核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示)便于学生重点学习。二

教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段,讲授重点内容和介绍一般内容。三

总教学参考学时为90学时，理论与实验学时之比1.5：1。即理论学时54学时，实验36学时。四

教材：《物理化学》，人民卫生出版社，李三鸣主编，第7版，2013年。Ⅱ正文绪论一教学目的了解物理化学的任务和内容及在药学中的作用及学习方法。二教学要求了解物理化学的任务与内容，了解物理化学的发展简史、理解物理化学与药学的关系、了解物理化学的学习方法。三教学内容物理化学的任务与内容、物理化学的发展及其与药学的关系、物理化学的学习方法。第一章热力学第一定律一教学目的掌握热力学基本概念、热力学第一定律表达式及意义、体积功及可逆过程；熟悉热力学第一定律应用及相关计算；了解节流膨胀的特征。二教学要求（一）掌握：系统与环境、状态和状态函数、热和功基本的概念和性质；状态函数与过程变量的差异；热力学第一定律的表达式及其意义；内能、焓、热容的定义及其性质；准静态过程与可逆过程的特点与意义。（二）熟悉：热力学第一定律在气体简单状态变化、相变化和化学变化等系统中的应用；计算典型过程中的Q、W、△U和△H；利用标准生成焓和标准燃烧焓计算化学反应的热效应；（三）了解：节流膨胀的概念与意义；热效应的测定方法；等压热效应与等容热效应。温度对化学反应热效应的影响。三教学内容（一）化学热力学热力学的方法与局限、系统与环境、系统的性质、热力学平衡态、状态函数与状态方程、过程与途径、热和功、焓、热容、可逆过程与不逆过程。（二）内能、体积功、热力学第一定律的数学表达式及应用（等温过程、绝热过程、等容过程、等压过程、节流膨胀过程）。（三）等容与等压热效应、反应进度、热化学方程式、化学反应热效应的计算(赫斯定律、生成焓、燃烧焓)、基尔霍夫定律。第二章热力学第二定律一教学目的通过学习掌握热力学第二定律的几种表述形式、掌握卡诺循环的特征及卡诺定律、掌握熵函数、亥姆霍兹能、吉布斯能的导出及意义；熟悉熵变、亥姆霍兹能变、吉布斯能变相关计算，了解热力学第三定律和规定熵，热力学基本方程。二教学要求（一）掌握：热力学第二定律的本质；熵增加原理和克劳修斯不等式在系统变化方向和限度判别中的意义，△S、△F、△G判据及其应用条件、并能熟练应用到典型系统变化中:理想气体简单状态变化、可逆与不可逆相变、化学变化。（二）熟悉：上述变化过程中系统△S、△F、△G及环境△S的计算；热力学基本方程及其适用条件。（三）了解：自发过程的共同特征、熵与混乱度的关系；热力学第二定律的表达式及其意义；热力学第三定律和规定熵；热力学基本方程。三教学内容（一）自发过程的特征、热力学第二定律的克劳修斯、开尔文表述。（二）热机、卡诺循环、热机效率、卡诺定理的表述与证明。（三）熵函数的导出及特征、物理意义、熵与可逆过程热温商的关系、克劳修斯不等式、熵增加原理、熵变的计算、热力学第三定律及规定熵。（四）亥姆霍兹能（F）、吉布斯能（G）：热力学第一、二定律联合表达式、亥姆霍兹能和吉布斯能的导出、意义。最小亥姆霍兹能和最小吉布斯能，自发过程方向和限度的判据。亥姆霍兹能和吉布斯能变（△F、△G）在典型系统变化中的计算、热力学函数间的关系。第三章多组分系统热力学一教学目的掌握偏摩尔量的概念，熟悉偏摩尔量的集合公式，掌握化学势的概念，了解温度、压力对化学势的影响，了解组分可变的系统的热力学基本关系式，掌握多组分系统的化学势判据，熟悉稀溶液中的Raoult定律和Henry定律，熟悉稀溶液中溶剂和溶质的化学势表示，熟悉稀溶液的依数性质，了解活度和活度系数概念。二教学要求（一）掌握：偏摩尔量和化学势概念，多组分系统的化学势判据，稀溶液的依数性。化学势在化学平衡和相平衡中的应用。（二）熟悉：偏摩尔量的集合公式，组分可变的系统热力学基本关系式，气体混合物的化学势，稀溶液的拉乌尔定律和亨利定律，稀溶液中溶剂和溶质的化学势（三）了解：吉布斯-杜亥姆公式，温度、压力对化学势的影响，活度和活度系数概念三教学内容（一）偏摩尔量：偏摩尔量的定义、偏摩尔量的集合公式、吉布斯-杜亥姆公式。（二）化学势：化学势的定义、组成可变的热力学基本关系式、温度、压力对化学势的影响、化学势判据及其应用（相变化、化学变化）。

（三）稀溶液：拉乌尔定律、亨利定律、稀溶液依数性、稀溶液中溶质、溶剂的化学势、活度与活度系数。第四章化学平衡（自学）一教学目的掌握化学反应的平衡条件和化学反应等温方程式，标准平衡常数及其应用、表示方法及计算，掌握影响化学平衡的因素。熟悉标准吉布斯能变与平衡常数的关系，平衡组成的计算。了解平衡常数的测定方法及温度对其的影响，反应耦合原理。二教学要求（一）掌握：化学反应的平衡条件；化学反应等温方程式；各种平衡常数的表示方法；各种因素对化学平衡的影响；温度对化学反应平衡常数的影响及相关计算。（二）熟悉：化学反应的标准吉布斯能变化与平衡常数的关系；熟悉平衡常数的计算；平衡组成的计算。（三）了解：平衡常数的测定方法；反应耦合原理和生物体内的化学平衡。三教学内容（一）化学反应的方向、判据与平衡条件，化学反应的等温方程式和标准平衡常数。（二）各类反应系统的平衡常数，标准摩尔反应吉布斯能，温度对标准平衡常数的影响-Van’tHoff等压方程。（三）其它因素对平衡的影响，反应的耦合。第五章相平衡一教学目的掌握相、组分数和自由度的概念，相律的物理意义及其在相图中的应用，克氏方程及其在单组分体系中的应用及各种计算，杠杆规则及其在相图中的应用。掌握双液体系的p-x图和T-x图，蒸馏和精馏的原理，恒沸体系的特点。了解根据相图绘制冷却曲线，或根据冷却曲线绘制简单的相图。熟悉低共熔体系相图的意义和应用。二教学要求（一）掌握：相、组分数和自由度的概念；相率的物理意义及其在相图中的应用；克氏方程式及其在单组分系统中的应用及各种计算；杠杆规则及其在相图中的应用。（二）熟悉：低共熔系统相图的意义和应用；双液系统的p-x图和T-x图、恒沸系统的特点；蒸馏和精馏的原理。（三）了解：根据相图绘制冷却曲线或根据冷却曲线绘制简单相图的方法；沸点仪的原理和使用方法。三教学内容（一）相律基本概念与相律，单组分系统相图（水的相图、克劳修斯-克拉珀龙方程）。（二）理想的完全互溶双液系统（蒸汽压、相图）、杠杆规则。（三）非理想的完全互溶双液系统（偏差、恒温相图、恒压相图、恒沸点及恒沸混合物），蒸馏与精馏。（四）部分互溶和完全不互溶的双液系统（共轭相、临界溶解温度）、水蒸气蒸馏。（五）二组分固-液系统平衡相图（简单低共熔相图、生成化合物的相图）。第七章化学动力学一教学目的掌握化学反应速率、基元反应、总反应、反应级数等基本概念，简单级数反应积分速率方程、特征及确定反应级数的方法，阿伦尼乌斯经验公式及药物贮存期的基本方法。熟悉典型的复杂反应的基本特征及近似处理方法，反应速率理论。了解催化反应动力学理论及光化反应理论简介。二教学要求（一）掌握：反应速率的表示方法；基元反应、反应分子数、反应级数等基本概念；简单级数反应的动力学特征；阿伦尼乌斯公式和温度对反应速率的影响。（二）熟悉：药物有效期的预测方法；典型复杂反应的特点，根据反应机制推导反应速率与浓度关系的方法。（三）了解：催化反应的特点；酸碱催化和酶催化的的机制；碰撞理论、过渡态理论、溶液中的反应、光化反应。三教学内容（一）化学反应速率（定义及表述方法、测定）。（二）化学反应速率方程（总反应、基元反应、反应分子数、基元反应的速率方程、经验反应速率与反应级数、速率常数）。（三）简单级数反应（一级反应、半衰期、二级反应、零级反应、n级反应）。（四）温度对反应速率的影响（阿伦尼乌斯公式、活化能、贮存期预测）。

（五）典型的复杂反应（对峙反应、平行反应、连续反应）。（六）反应速率理论简介，催化反应、光化反应、溶液中的反应动力学特点。第八章表面现象一教学目的掌握表面吉布斯函数的物理意义，表面张力的概念及影响表面张力的因素；拉普拉斯公式和弯曲液面平衡蒸汽压的计算公式，能用公式做简单的计算并解释由于液面弯曲所引起的表面现象，液-液界面性质；吉布斯溶液表面吸附公式，不溶性表面膜的简单结构及一般性质，熟悉表面活性剂的结构特征、主要特征及应用。二教学要求（一）掌握：表面吉布斯能与表面张力的基本概念和有关计算；判断液体铺展的标准；拉普拉斯公式与开尔文公式的应用和计算；判断固体表面湿润性的标准和吉布斯溶液表面吸附公式；（二）熟悉：弯曲液面的性质，并解释由弯曲液面引起的表面现象；表面活性剂的结构特征、性质和应用。（三）了解：影响吉布斯能的主要因素和液液界面性质；固体表面湿润的类型。三教学内容（一）表面积与表面吉布斯能、表面张力、影响表面张力的因素。（二）曲面的附加压力、杨-拉普拉斯公式、曲面的蒸气压、亚稳状态和新相得生成)。（三）液体的铺展、固体表面润湿、毛细现象。（四）表面张力与浓度的关系、表面吸附和吉布斯吸附等温式。（五）表面活性剂分类、亲水亲油平衡值、胶束的形成及其性质、表面活性剂的作用。Ⅲ教学组织与方法一

实施机构：由药学院基础化学教研室执行。二

组织内容：教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、教学手段应用。三

教学方法：1．理论教学：采用启发式、讨论式、交换式课堂教学方式，辅助现代教育技术和传统教学手段。核心内容以讲授为主，重点内容以介绍为主，一般内容以自学为主。2．实验教学：实验分组(18~25人/实验室)，学生每个人独立操作。3．辅导形式：辅导讲义、课堂答疑、网络查询等。四

考核办法：采用闭卷笔试，教学测量：理论考试占70%，平时成绩（含实验成绩）占30%。Ⅳ

教学时数分配表