《物理化学（二）》教学大纲

《物理化学（二）》教学大纲一、课程基本信息课程名称物理化学（二）课程编码212英文名称PhysicalChemistry(two)课程类别学科基础课学分数3开课学期5总学时及其分配总学时讲课实验上机其它机动48480000适用专业应用化学二、课程目的和任务物理化学是从化学现象与物理现象的联系去寻找化学变化的基本规律的学科，它运用物理的理论和实验方法来研究化学的一般理论问题，属于化学学科下面的二级学科。它不仅是化学专业的“四大化学”基础课程之一的理论课，而且也是化工、材料、生物、环境等学科的一门学科基础课。《物理化学（二）》课程的教学包括理论教学及实验教学，实验教学单独开课。通过物理化学（二）课程的教学，使学生较广泛、深入、系统和熟练地掌握物理化学的基础知识和基本原理，学会用热力学和动力学的观点观察和解释化学现象，初步具有结合具体条件运用物理化学的基本原理去分析和解决实际问题的能力。掌握对研究结果进行归纳、总结、推理，对实验现象和规律进行理论分析和提升等从事科学研究所必需的重要的方法论知识，同时拓展思路、丰富想象，在培养学生严谨的逻辑思维方式和扎实的科研态度的同时，培养学生敢于探索、勇于创新的精神，得到综合素质和创新能力的极大提高。三、本课程与其它课程的关系本课程是使学生在已学得的《高等数学》、《大学物理》、《无机化学》、《分析化学》和《物理化学（一）》等基础课的有关知识及实验技能的基础上进一步学习有关化学变化及与化学变化相关的物理变化的各种基本原理和共同规律，通过本门课程的学习，使学生初步具有结合具体条件运用物理化学的基本原理去分析和解决实际问题的能力，并为后续课程的学习打下基础。四、教学内容、重点、教学进度、学时分配本大纲是根据教育部教学指导委员会化学分委员会《理科化学专业和应用化学专业化学教学基本内容》和学院教学指导委员会制定的各课程教学基本内容为基础制定的，同时考虑到大学工科化学教学的特点和要求，补充了部分教学内容特别是各领域的前沿和发展，可以根据课时和进度适当进行安排。（一）电解质溶液（6学时）1、主要内容电化学的基本概念和法拉第定律；离子的电迁移和迁移数；电解质溶液的电导；电解质的平均活度和平均活度因子；强电解质溶液理论简介。2、重点电导、电导率、摩尔电导率的关系及电导测定的运用。电解质的平均活度和平均活度系数的意义及计算。3、教学要求了解迁移数的意义及其测量方法。理解电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系。掌握离子独立移动定律及电导测定的一些应用。理解迁移数与摩尔电导率、离子迁移率之间的关系。了解电解质溶液的离子平均活度、离子平均活度系数的概念、意义及其计算方法，掌握离子强度的计算。了解强电解质溶液的德拜-休克尔离子互吸理论和德拜-休克尔-昂萨格电导理论，掌握离子氛、弛豫效应、电泳效应等概念，掌握德拜-休克尔极限公式的使用。（二）可逆电池的电动势及其应用（8学时）1、主要内容可逆电池和可逆电极；电动势的测定；可逆电池的书写方法及电动势的取号；可逆电池的热力学；电动势产生的机理；电极电势和电池的电动势；

浓差电池和液体接界电势的计算公式；电动势测定的应用；*生物电化学2、重点可逆电池的条件。可逆电动势与标准摩尔反应吉布斯自由能的关系。电池反应、电极反应的能斯特方程。电池反应的热力学函数的计算。电动势测定的应用。由化学反应来设计原电池。3、教学要求掌握电动势与的关系。掌握电极电势的一套符号惯例。掌握标准电极电势表的应用。对所给的电池，要求掌握正确地写出电极反应和电池反应，并能计算其电动势。能根据简单的化学反应来设计电池。理解温度对电动势的影响，掌握和的计算。理解电动势产生的机理，掌握电动势测定的一些应用。（三）电解与极化作用（4学时）1、主要内容分解电压；极化作用；电解时电极上的反应；

金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化；化学电源。2、重点超电势的概念。2、析出电势、分解电压的计算。3、电解时离子析出的先后次序、金属离子的分离。3、教学要求理解分解电压的概念。理解各类极化作用产生的机理。了解超电势的概念、影响因素及其测定方法。理解电解池、原电池不同电极极化曲线的变化规律。了解氢超电势的定量规律及理论解释。掌握计算简单的金属析出和金属离子分离问题。了解金属腐蚀的原因和各种防腐的方法。了解化学电源的类型及应用。（四）化学动力学基础（一）（12学时）1、主要内容化学动力学的任务和目的；化学反应速率表示法；化学反应的速率方程；具有简单级数的反应；几种典型的复杂反应；温度对反应速率的影响—阿仑尼乌斯经验式；活化能Ea对反应速率的影响；链反应；拟定反应历程的一般方法。2、重点具有简单级数反应的速率方程积分式、反应的特征。反应级数的确定。三种典型复杂反应的特点及简单的反应速率方程。阿仑尼乌斯经验公式。链反应的特点和复杂反应的近似处理方法。3、教学要求掌握等容反应速率的表示法及基元反应、反应级数等等基本概念。掌握零级、一级、二级反应速率公式的各种特征，并掌握由实验数据确定简单反应级数的方法。对三级反应只作一般了解。掌握对峙、平行、连串三种复杂反应的各自特点与动力学规律，并能写出相应的反应速率与浓度关系的微分式。掌握温度、活化能对反应速率的影响规律，理解阿仑尼乌斯经验式中Ea、A两个物理量的物理意义，并掌握其计算方法。掌握链反应的特点，掌握应用稳态近似、平衡假设等近似处理的方法。（五）化学动力学基础（二）（6学时）1、主要内容碰撞理论；过渡态理论；单分子反应理论；分子反应动态学；在溶液中进行的反应；快速反应的测试；光化学反应；*催化反应动力学。2、重点碰撞理论、过渡态理论和单分子反应理论。2、由速率理论计算简单基元反应的速率常数、指前因子、活化能。3、教学要求理解化学反应动力学的碰撞、过渡态和单分子反应理论的基本内容和核心概念。初步掌握一些简单基元反应的速率常数的计算。了解分子反应动态学的常用实验方法及研究的理论意义。理解溶液中反应的特点以及溶剂、原盐效应、扩散过程等对反应速率的影响。了解快速反应所常用的测试方法，掌握弛豫法的基本原理。理解光化学反应的基本定律，掌握量子产率的计算，了解分子的能态，了解光化反应的动力学特点，了解光化平衡及温度对光化反应的影响，了解感光反应和化学发光。了解催化剂作用特点以及常见催化反应的动力学特点。（六）表面物理化学（8学时）1、主要内容表面吉布斯自由能和表面张力；弯曲表面下的附加压力和蒸气压；液体界面的性质；不溶性表面膜；液-固界面现象；表面活性剂及其作用；固体表面的吸附；吸附速率—吸附和解吸速率方程式；气-固相表面催化反应2、重点表面吉布斯自由能、表面张力的概念；凯尔文公式与各种过饱和现象；溶液的表面吸附、吸附量的计算；固体表面的吸附、吸附量、固体比表面的计算。3、教学要求理解表面吉布斯自由能、表面张力的概念，了解表面张力的影响因素，掌握表面张力与温度的关系。理解弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系，掌握使用杨-拉普拉斯公式。理解弯曲表面上的蒸气压与平面相比有何不同，掌握Kelvin公式的使用，了解常见亚稳现象。理解吉布斯吸附等温式的表示形式及式中各项的物理意义，并掌握简单的应用计算。了解表面活性物质分子在两相界面上的定向排列现象，了解不溶性表面膜及表面压的概念。理解液-液、液-固界面的铺展与润湿作用的热力学，理解粘附功、浸湿功和铺展系数的概念，掌握接触角的计算公式及其应用。了解表面活性物质的特点、分类及其重要应用，掌握临界胶束浓度（CMC）、亲水-亲油平衡值（HLB）的物理意义。了解气-固表面吸附的本质及吸附等温线的主要类型，理解Langmuir吸附等温式、BET公式等常用气-固吸附公式的物理模型，并掌握其应用。了解物理吸附和化学吸附区别，了解吸附热的概念。了解吸附和解吸的速率方程式。了解气-固相表面催化反应的一般特点和机制。（七）、胶体分散体系和大分子溶液（4学时）1、主要内容胶体和胶体的基本特性；溶胶的制备和净化；溶胶的动力性质；溶胶的光学性质；溶胶的电学性质；溶胶的稳定性和聚沉作用；乳状液；大分子概说；加聚和缩聚作用的机理和动力学方程；大分子的相对分子质量；唐南平衡；天然大分子；流变学简介；凝胶。2、重点溶胶的光学、电学、动力性质；溶胶稳定存在的原因；溶胶的胶团结构表示式；电解质对溶胶稳定和聚沉的影响；胶体稳定性的DLVO理论；唐南平衡。3、教学要求了解胶体分散体系的基本特征，掌握憎液溶胶胶团的结构特点，了解溶胶的制备与纯化方法；

理解胶体分散体系的动力性质、光学性质和电学性质及有关应用；了解胶体在稳定性方面的特点及关于胶体稳定性的DLVO理论，了解电解质对溶胶稳定性的影响规律，掌握判断电解质的聚沉能力；了解乳状液的种类、乳化剂的作用以及在工业和日常生活中的应用；掌握大分子溶液与溶胶的异同点，了解聚电解质的唐南平衡；理解聚合物相对分子质量的描述方法及其测定方法；了解天然大分子和凝胶的特点。五、实践教学内容要求本课程相关实践教学内容单独设课，实践教学内容和要求在实验教学大纲中详细列出。六、课程考核方式考试课，开卷考试或论文。七、建议教材与教学参考书1、建议教材[1]南京大学物理化学教研室.《物理化学》（上）（第五版）.高等教育出版社.2005。2、参考书[1]天津大学物理化学教研室.《物理化学》（第四版）.北京：高等教育出版社.2001。[2]傅玉普.《多媒体CAI物理化学》（第四版