《物理化学B》教学大纲

《物理化学B》教学大纲一、课程基本信息课程名称物理化学B课程编码012英文名称PhysicalChemistryB课程类别学科基础课学分数6开课学期4总学时及其分配总学时讲课实验上机其它机动80800000适用专业化学工程与工艺、制药工程、食品科学与工程、环境工程、环境科学专业二、课程的目的与任务《物理化学》是高等工业学校化学工程与工艺、制药工程、食品科学与工程、环境工程、环境科学专业的一门必修技术基础理论课，属于主干课程。学生在已学得的数学、物理、化学的基本知识和实验技能的基础上，学习本课程，掌握化学变化的基本规律。学生可通过理解体会怎样从实验结果出发进行归纳、演绎，由假设和模型上升为理论，并结合具体条件，应用理论解决实际问题的学科特点，得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。课程基本要求：通过本门课程的学习，学生应对物理化学有较系统的理解，在解决实际问题中，能合理运用所学到的物理化学知识和技能。１、对本门课程中重要的基本概念和基本原理能了解其来源、含义和使用范围。２、物理化学公式的推导和应用，应注意所引进的条件和实际情况，并估计其可能产生误差的来源。３、在实验技能训练方面，要求学生对常用的物理量能正确测量，对常用的物理化学仪器能正确使用，并根据实验误差的要求，对仪器的合理选择和配套有所理解。４、物理化学问题的计算，必须方法正确，步骤简明，结果准确。三、本课程与其它课程的关系物理化学先修理论课程为《高等数学》、《大学物理》、《无机化学》、《分析化学》和《有机化学》。本课程重点培养学生分析和解决物理化学方面问题的能力，并为以后进一步学习《化工原理》、《化工热力学》、《反应工程》、《专业基础实验》等课程奠定基础。四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一）绪论（参考教学时数：1学时）1、主要内容理解本课程的性质、任务和内容，掌握物理化学学科的形成、发展和研究阶段。2、重点理解本课程的性质、任务和内容3、教学要求使学生了解物理化学学科的形成、发展和研究阶段。（二）气体的PVT关系（参考教学时数：5学时）1、主要内容理想气体状态方程；理想气体混合物；气体的液化及临界参数；真实气体状态方程；对应状态原理及普遍化压缩因子图。2、重点理想气体状态方程的熟练应用及真实气体的液化性质3、教学要求本章主要介绍气体的PVT性质，要求了解气体的基本特征，理解理想气体的定义及微观模型，实际气体p-Vm等温线的一般规律。（三）热力学第一定律（参考教学时数：10学时）1、主要内容热力学基本概念；热力学第一定律；恒容热、恒压热，焓；热容，恒容变温过程、恒压变温过程；焦耳实验，理想气体的热力学能，焓；气体可逆膨胀压缩过程，理想气体绝热可逆过程方程式；相变化过程；溶解焓及混合焓；化学计量数、反应进度和标准摩尔反应焓；标准摩尔反应焓的计算；节流膨胀与焦耳—汤姆逊效应；稳流过程的热力学第一定律及其应用。2、重点：可逆过程，热力学第一定律，热、功、热力学能、焓变的计算。3、教学要求本章是化学热力学的基础，主要掌握系统状态变化过程中的能量转化关系，要求学生理解热力学基本概念，掌握物质在P、V、T变化，相变化和化学变化过程中热力学能、功和热的相互转化的原理和方法。（四）热力学第二定律（参考教学时数：10学时）1、主要内容卡诺循环；热力学第二定律；熵、熵增原理；单纯PVT变化熵变的计算；相变过程熵变的计算热力学第三定律和化学变化过程熵变的计算；亥姆霍兹函数和吉布斯函数；热力学基本方程；克拉佩龙方程；吉布斯—亥姆霍兹方程和麦克斯韦关系式。2、重点①熵增原理，熵判据和⊿A和⊿G判据及其使用条件；②热力学第二、三定律的叙述及数学表达式；③⊿S，⊿A和⊿G的计算④热力学基本方程式和麦克斯韦方程的应用。3、教学要求本章是物理化学的重点章节，主要研究热力学过程的方向问题，要求学生掌握理想气体在各种变化过程中状态函数变化的计算方法，掌握熵增原理和各种方向判据，明确热力学公式的使用条件。（五）多组分系统热力学（参考教学时数：7学时）1、主要内容偏摩尔量；化学势；拉乌尔定律和亨利定律；理想液态混合物；理想稀溶液；稀溶液的依数性；逸度及逸度因子；活度及活度因子。2、重点：拉乌尔定律，亨利定律、理想溶液的混合性质及稀溶液的依数性3、教学要求本章主要研究多组分系统热力学热力学问题，要求学生掌握拉乌尔定律，亨利定律、理想溶液的混合性质及稀溶液的依数性，了解逸度和活度的概念。（六）化学平衡（参考教学时数：6学时）1、主要内容化学反应的等温方程；理想气体化学反应的标准平衡常数；温度对标准平衡常数的影响；其它因素对理想气体化学平衡的影响；同时反应平衡组成的计算；真实气体反应的化学平衡；混合物和溶液中的化学平衡。2、重点化学反应的等温方程及应用，化学反应等压方程式及其应用，标准摩尔反应吉布斯函数、标准平衡常数的计算3、教学要求理解应用热力学原理来研究化学反应进行的限度，掌握平衡常数的计算，并根据热力学原理，判断压力、温度、惰性气体等因素对平衡移动的影响，为实际生产提供依据。（七）相平衡（参考教学时数：8学时）1、主要内容相律；杠杆规则；单组份系统相图；二组份理想液态混合物的气-液平衡相图；二组份真实液态混合物的气-液平衡相图；精馏原理；二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气；—液平衡相图；二组分固态不互溶系统的液—固平衡相图；二组份固态互溶系统的液—固平衡相图；生成化合物的二组分凝固系统相图；三组分系统液—液平衡相图。2、重点①相律；②水的三相图；③典型双组分系统相图；④相律的推导；⑤复杂相图的阅读和应用。3、教学要求掌握相律基本概念，单组分系统和典型双组分系统相图，简单介绍复杂相图的分析和应用。（八）电化学（参考教学时数：10学时）1、主要内容电解质溶液的导电机理及法拉第定律；离子的迁移数；电导、电导率和摩尔电导率；电解质的平均离子活度因子及德拜-休克尔极限公式；可逆电池及其电动势的测定；原电池热力学；电极电势和液体接界电势；电极的种类；原电池设计举例；分解电压；极化作用电解时的电极反应。2、重点可逆电池热力学，能斯特方程，电极的种类及原电池电动势的计算及其应用，超电势3、教学要求掌握电解质溶液的导电机理及法拉第定律，离子的迁移数，电导率和摩尔电导率，离子独立运动定律，离子的摩尔电导率与离子的电迁移率，电导测定的应用，电解质的平均离子活度因子及德拜-休克尔极限公式，可逆电池及电动势的测定，原电池热力学，原电池的基本方程-能斯特方程，电极电势和液体接界电势，电极的种类，原电池的设计，分解电压，极化作用，电解时的电极反应。（九）表面现象（参考教学时数：6学时）1、主要内容界面张力；弯曲液面的附加压力及其后果；固体表面；液－固界面；溶液表面。2、重点①表面吉布斯函数；②弯曲液面的表面现象；③吸附；④Langmuir单分子层吸附理论。3、教学要求掌握界面张力，润湿现象，弯曲液面的附加压力及其后果；了解固体表面的吸附，溶液表面的吸附，了解表面活性物质的性质。（十）化学动力学（参考教学时数：11学时）1、主要内容化学的反应速率及速率方程；速率方程的积分形式；速率方程的确定；温度对反应速率的影响，活化能；典型复合反应；复合反应速率的近似处理法；链反应；气体反应的碰撞理论；势能面与过渡状态理论；溶液中反应；多相反应；光化学；催化作用的通性；单相催化反应；多相催化反应；分子动态学。2、重点一、二级反应的速率方程及其应用；Arrhennius方程；复合反应速率的近似处理法；典型的复合反应(对行、平行、连串反应)的动力学特征与处理方法；过渡状态理论；势能面3、教学要求掌握化学动力学基础知识，掌握一级、二级反应和n级反应的速率方程及应用；掌握基元反应和质量作用定律；掌握Arrhennius方程及其应用；掌握活化能的概念；理解复合反应速率的近似处理方法；运用稳态法推导反应速率方程；理解碰撞理论和过渡状态理论。（十一）胶体化学（参考教学时数：6学时）1、主要内容胶体系统的制备；胶体系统的光学性质；胶体系统的动力性质；溶胶系统的电学性质；溶胶的稳定与聚沉；悬浮液；乳状液；泡沫；气溶胶；高分子化合物溶液的渗透压和粘度；高分子溶液的盐析、胶凝作用与凝胶的溶胀。2、重点胶体的重要性质，电解质对溶胶和高分子溶液稳定性的作用，胶团的结构和扩散双电层概念3、教学要求了解胶体系统的制备，掌握胶体系统的光学性质、动力性质、电学性质，憎液溶胶的胶团结构，溶胶的稳定与聚沉，乳状液。五、实践教学内容要求本课程