物理化学课程教学大纲

物理化学课程教学大纲(PHSICALCHEMISTRY)参考学时：40学分数：2.5一、课程的性质、目的和任务《物理化学》是环境工程专业的一门专业基础课，通过本课程的学习，要使学生获得：1、化学热力学、化学动力学，化学平衡，相平衡等基本原理的知识2、电化学及电解质溶液的基本知识3、表面化学和胶体化学基本知识4、物理化学等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能，为学习后继专业课程和进一步获得化学知识奠定必要的学习基础。通过课程的各个教学环节逐步培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力，并注意培养学生的自学能力和用所学理论解决简单应用问题的能力，培养学生具有比较熟练的运算能力和综合运用所学知识去分析问题和解决问题的能力。二、课程教学的基本要求本课程学习，要求学生理解问题的实质，掌握原理，搞清方法步骤，其中化学热力学、化学动力学、化学平衡、电化学及表面化学应全面掌握其基本原理、基本定律及基本公式。本课程总学时为40学时，在第四学期完成。三、课程的教学内容、重点和难点1、绪论知道理化学的目的和基本内容；了解物理化学的研究方法；知道学习物理化学的方法。2、热力学第一定律了解热力学的一些基本概念，如体系、环境、状态、功、热量、变化过程等；明确热力学第一定律和内能的概念。明确热和功只在体系与环境有能量交换时才有意义。熟知功与热正负号的取号惯例；掌握可逆过程的特点；掌握热力学第一定律的表述法与数学表达式。并能较熟练地计算理想气体在等温、等压、等容及绝热过程中的△U、△H、Q及W。3、热力学第二定律了解自发过程的共同特征。明确热力学第二定律的意义；了解卡诺循环的意义及理想气体在诸过程中热、功的计算；理解熵与熵增加原理，了解熵的引出过程和初步理解熵的物理意义，掌握熵判据的适用条件及其应用。会计算一些简单过程的△S；了解△G在特殊条件下的物理意义，如何利用它来判别变化的方向和平衡条件；熟练地计算一些简单过程中的△S、△H和△G，以及如何利用范霍夫等温式来判别化学变化的方向。4、溶液熟悉溶液浓度的各种表示法及其相互关系；知道什么是理想溶液，理想溶液有哪些通性；了解拉乌尔定律和亨利定律的区别；了解逸度和活度的概念；如何表示溶液中各组分的化学势，各组分的标准态有什么不同；解理想溶液、稀溶液和实际溶液三者的区别；稀溶液依数性公式的推导，以及分配定律公式的推导。5、相平衡了解相、组分数和自由度的意义；了解相律的推导过程及其在相图中的应用；了解杠杆规则在相图中的应用。6、化学平衡能够从化学位的角度理解化学平衡的意义；理解并掌握化学反应等温方程的意义与应用；掌握标准生成自由能的概念，并能用以计算平衡常数；熟悉理想气体反应的Kp、Kc与Kx的相互关系；熟练平衡组成的计算。7、电解质溶液理解电解质溶液的导电机理及离子迁移数的意义；明确电导、比电导及当量电导的概念；掌握离子独立移动定律和电导测定的一些应用；了解电解质的活度、离子平均活度和离子平均活度系数的概念及其计算。8、可逆电池的电动势及其应用：掌握可逆电池的定义和电动势的测量原理；理解电动势与电池反应过程中的关系；能熟练地写出电池的化学反应方程式并能根据所给化学反应设计原电池。了解能斯特公式的推导过程，熟悉电极电位表和电动势测定的应用。9、化学动力学掌握基元反应、简单反应及复杂反应的概念，熟悉反应速度表示法；掌握反应物的浓度、温度对反应速度的影响；熟悉具有简单级数反应的速度公式（微分形式、积分形式）；正确理解活化能的概念及其对反应速度的影响；了解几个复杂反应其速度方程的建立及浓度与时间的关系式。10、表面现象了解表面张力产生的原因；了解弯曲液面下压力的计算及拉普拉斯公式；掌握液体的界面性质及掌握吉布斯吸附公式；了解润湿现象；掌握表面活性剂的概念；了解固体表面吸附及吸附速率方程11、胶体化学了解溶胶体的形成；了解溶胶的动力、光学和电学性质；掌握溶胶的稳定性和聚沉作用；了解溶胶体系的应用重点：热力学第一定律对理想气体的应用；热力学第二定律；稀溶液中的两个经验定律；相律；化学反应的平衡常数和等温方程式；可逆电池和可逆电极；温度对反应速率的影响；弯曲表面下的附加压力和蒸气压；溶胶的电学性质。难点：反应热与温度的关系—基尔霍夫定律；熵变的计算；理想溶液的定义、通性及各组分的化学势稀溶液的依数性；单组分体系的相图；温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响；离子的电迁移数；电动势测定的应用；阿仑尼乌斯经验式；表面活性剂及其作用。四、课程各教学环节要求本课程除以课堂理论教学为主外还有相应的实验课程内容。本课程教材分上、下两册，一个学期完成，共40课时。本大纲总学时不包括实验部分。五、学时分配序号主要内容各教学环节学时分配备注讲授实验讨论习题课外其它小计1绪论112热力学第一定律553热力学第二定律664溶液445相平衡336化学平衡447电解质溶液338可逆电池的电动势及其应用449化学动力学4410界面现象4411胶体化学22合计4040六、课程与其它课程的联系引导学生在已学完先前课程：高等数学、线性代数、普通化学及大学物理等课程的基础上，运用物理化学有关的理论和方法，进一步学习和理解物质化学运动的普遍规律，以增强分析问题、解决问题的能力，为后续课程的学习打好基础。七、教材与教学参考书1、教材：傅献彩，沈文霞，姚天扬等.物理化学（第五版）.北京：高等教育出版社，2005年.2、教学参考书：[1]天津大学物理化学教研