《物理化学》教学大纲.doc

《物理化学》教学大纲物理化学是中央电大（轻）工、化学专业一门必修的基础课程电视课为72学时，实验课为30学时 －－教学内容－－第一部分 理论课△ 绪论（0、5学时）物理化学课程的目的、任务、主要内容，物理化学课程的特点及学习方法，物理化学与工业生产的关系第一章 气体（3、5学时） 1、理想气体理想气体状态方程，理想气体模型混合气体的分压、分体积2、 实际气体实际气体与理想气体的偏差△范德华状态方程式，*维里状态方程式实际气化的液化，饱和蒸气压临界状态及临界参数对应状态原理△压缩因子图第二章 热力学第一定律（11学时）引言：化学热力学的研究对象、目的、基础及方法基本概念：系统，环境，热力学平衡状态，状态函数，过程，途径，热，功与内能热力学第一定律的叙述及其封闭系统中的数学表达式焦耳实验定容热，定压热与焓定容热容，定压热容，Cp与Cv之间的关系，热容与温度的关系，平均热容相变焓及其与温度的关系反应进度定压反应热，定容反应热及其相互关系标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓，化学反应的标准摩尔焓变，基希霍夫定律。

热化学计算的应用可逆过程，可逆功，可逆体积功的计算△ 焦耳一汤姆生效应第三章 热力学第二定律（9学时）热力学第二定律的叙述△ 卡诺热机效率，△卡诺定理熵，克劳修斯不等式，熵增原理熵变的计算及熵判据的应用热力学第三定律标准熵，化学反应的标准摩尔熵变吉布斯函数，吉布斯函数变的计算，吉布斯函数判据亥姆霍兹函数，△亥姆霍兹函数判据热力学基本方程式，*麦克斯韦关系式△偏摩尔量化学势，化学势与温度、压力的关系，化学势判据理想气体的化学势第四章 化学平衡（6学时）化学反应的摩尔吉布斯函数变，理想气体反应的等温方程式，化学反应的平衡条件，化学反应的标准摩尔吉布斯函数变，标准平衡常数K多相反应的化学平衡标准平衡常数和平衡组成的计算反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算标准平衡常数和温度的关系—范特霍父方程式压力、惰性组元等对平衡的影响逸度，*实际气体的化学平衡第五章 相平衡（12学时）相律及其应用 1、 单组元系统：纯物质的饱和蒸气压克拉佩龙方程式，克劳修斯—克拉倔龙方程式安托万方程水的相图2、 双组元系统：混合物与溶液，组成的表示法拉乌尔定律与亨利定律△ 理想稀薄溶液中溶剂与溶质的化学势稀薄溶液的依数性△ 理想混合物中各组元的化学势。

△ 非理想混合物中各组元的化学势△活度的基本概念双组元液相完全互溶系统的液—液平衡相图，杠杆规则，△柯诺瓦洛夫—吉布斯定律，恒沸混合物精馏原理双组元系统的液固平衡：热分析法，步冷曲线的绘制，有简单低共熔混合物生成的系统，有化合物生成的系统，*形成固溶体的系统分配定律第六章 电 化 学（10学时）1、 电解质溶液△ 电解质溶液的导电机理，法拉第电解定律离子迁移数，电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率离子独立运动定律电导的测定及其应用△ 离子的平均活度和平均活度系数△ 离子强度，△德拜—尤格尔极限公式2、 可逆电池及其电动势可逆电池，电池反应与电极反应电池电动势与反应的标准电动势，能斯特方程式氢电极，电极电势和标准电极电势可逆电池热力学电动势的测定极其应用浓差电池△液体接界电势及盐桥的作用3、 电解及极化△ 极化作用与超电势，△电解时的电极反应第七章 表面现象及胶体化学（8学时）△ 分散系统1、 表面现象表面吉布斯函数，表面张力接触角，润湿，铺展弯曲液面的附加压力及其对热力学性质的影响，拉普拉斯公式及开尔文公式的应用△ 介稳状态和新相生成固体表面上的吸附作用，△物理吸附与化学吸附，△吸附等温线，兰格缪尔单分子层吸附理论及其吸附等温线。

多分子式BET吸附理论简介溶液表面的吸附现象，吉布斯吸附公式，表面活性物质的作用2、 胶体化学胶体及其通性—动力性质，电学性质，光学性质憎液溶胶的胶团结构溶液的稳定性与聚沉乳浊液与泡沫第八章 化学动力学（12学时）反应速率及其表示法基元反应（或基元步骤），△反应分子数反应速率与浓度的关系：反应速率方程（微分式），速率系数，速率常数，质量作用定律反应级数，零级、一级、二级△n级反应速率的方程式及其特征，速率方程式的确定温度对反应速率的影响：阿累尼乌斯公式，活化能复合反应：对行反应，平行反应，连串反应，复合反应的特征及近似处理方法链反应及爆炸现象△ 催化作用，△光化学反应，△溶液中反应的基本特征注：以上内容中带“*”号的可作为选学内容带“△”为理解内容第二部分 实 验 课（一） 热力学部分恒温槽的装配与性能测试 ——灵敏度曲线的绘制反应热效应的测定平衡常数的测定°液体饱和蒸气压的测定双元系的气液平衡相图二元凝聚系统相图（二） 电化学部分电导法测定弱电解质的电离常数°原电池电动势的测定（三） 表面现象与胶体化学表面张力的测定（最大气泡压力法）胶体性质的研究（四） 动力学部分°一级反应——过氧化氢分解二级反应——乙酸乙酯皂化附件：物理化学教学大纲说明书一、本课程的目的和任务本课程的目的是要求学员系统地掌握有关化学过程及物理过程的一些基本原理和研究方法，掌握物理化学的基本计算方法和基本实验技能，并初步具有分析和解决生产实际中有关物理化学方面问题的能力。

本课程的任务是在学员已学过的先修课程（如“高等数学”、“普通物理学”、“无机化学”、“有机化学”等）的一些基本理论知识和实验技能的基础上，进一步学习化学热力学，电化学、表面现象和胶体化学、化学动力学等重要理论内容、原理、基本实验方法及其实际应用通过电视课的讲授、面授、自学、习题演算、习题课、自我测试、实验课等教学环节达到本课程的目的二、本课程的基本要求第一部分 理论课理论课的基本要求大体分为“掌握”和“理解”两个层次，具体划分参见大纲正文“教学内容”部分，凡未作标注者均为“掌握”的内容，而标注“△”号者为“理解”的内容要求“掌握”的内容，均为本课程中最基本的内容，必须深入理解，灵活运用要求“理解”的内容，有些是要求对该内容本身有正确理解，而有些内容是为了开拓知识面，则仅作为一般了解即可以下结合各章的特点，对其教学内容，基本要求作一说明第一章 气 体本章内容分为理想气体和实际气体两部分理想气体部分是在复习先修课的基础上，要求在计算和概念两方面进一步提高实际气体部分在分析它与理想气体的偏差原因之后，应重点讲明饱和蒸气压及临界状态的概念，并要求掌握对应状态原理及压缩因子图的应用，而对其它实际气体的状态方程仅作简要介绍。

第二章 热力学第一定律化学热力学是本课程的主要内容热力学第一、第二定律是化学热力学的基础本章要重点讲明热力学的有关基本概念，并着重讲授用热力学第一定律求取系统内各种过程中的功和热通过本章的学习，应使学员掌握状态函数的特性以及利用基础热力学数据、状态函数法求取各种过程的△U、△H、Q和W第三章 热力学第二定律本章根据热力学第二定律引入了熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数三个状态函数作为不同条件下过程方向、限度的判据通过本章的学习，应使学员着重掌握熵和吉布斯函数的概念及其变量的计算，并以此作为过程方向、限度的判据第四章 化学平衡本章将化学势判据应用于化学反应，确是其在指定温度、压力及组成时化学反应进行的方向和限度同时还介绍了标准平衡常数的概念及其计算方法，并探讨了各种因素对化学平衡的影响通过本章的学习，应使学员着重掌握以热力学的角度分析反应自动进行的方向、限度及影响化学平衡的因素，而有关平衡组成的计算及其各种因素对平衡的影响等问题，应在先修课的基础上复习巩固并加以适当提高第五章 相 平 衡本章以相律为基础，着重分析了单组元系统，二组元系统的相平衡规律以及各种典型相图的应用在二组元系统中还研究了理想混合物及理想稀薄溶液的热力学性质。

通过本章的学习，应使学员着重掌握相律和相图在分离过程中的应用第六章 电 化 学本章主要讨论电场存时物理化学系统所具有的一些特殊规律，分为电解质溶液、原电池、电解与极化作用三部分通过本章的学习，应使学员着重掌握电解质溶液的电导概念及应用，可逆电池的设计、计算、测定及应用了解极化的概念以及超电势对离子析出顺序的影响第七章 表面现象及胶体化学本章分为表面现象和胶体化学两部分表面现象的主要内容是讨论凝聚相在比表面积比较大的情况下因表面层与体相所存在的吉布斯函数差异所引起的一系列表面现象由于胶体是一个高分散系统，故它所研究的许多问题都属于表面化学的问题通过本章的学习，应使学员着重掌握表面吉布斯函数的概念，拉普拉斯公式，开尔文公式，兰格缪尔单分子层吸附理论以及吉布斯吸附公式，并对表面现象和胶体系统的基本特征及其在实际应用中的重要性有所认识第八章 化学动力学本章主要讨论基元反应及典型复合反应的反应速率，浓度、温度、催化剂等对反应速率的影响以及化学反应机理通过本章的学习，应使学员着重掌握由实验数据和反应机理建立反应速率方程以及速率方程的应用第二部分 实 验 课物理化学实验的基本任务有以下三个方面1、使学员了解物理化学实验的基本原理，能在实验中验证理论及运用理论解释实验现象，并对合理地选择实验方法和测量仪器有所理解。

2、使学员学会常用的物理化学实验方法和测试技术，进一步提高学员的实验操作技能和独立工作能力3、 培养学员查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学员受到初步的实验操作技能研究方法的培训本大纲规定实验学时数为30学时，要求各地电大应至少完成6个实验，其中带“°”号的3个实验为必做实验大纲共列出了12个实验题目，供各地电大选择各地电大可根据当地的实际情况另选实验，但需照顾到热力学（热化学，相平衡，化学平衡）、电化学、表面现象及胶体化学、动力学各部分选题时，还应注意到恒温槽、贝克曼温度计、电位差计等常用仪器的使用，以利于培养学员在各方面的实验技能以下对三个必做实验提出基本要求：（一） 液体饱和蒸气压的测定1、实验原理及方法：掌握饱和蒸气压、沸点的概念；掌握克劳修斯——克拉佩龙方程式的适用条件及其应用懂得实验中测定CCL4（或其它物质）饱和蒸气压的实验方法一静态法2、 装置及操作：学会使用大气压力计、U型压差计以及检漏方法；懂得装置中缓冲瓶的作用，以及赶净平衡管中空气的目的及操作；学会本实验中测定不同温度下饱和蒸气压的操作方法 3、数据处理主要掌握图解法（包括正确计算斜率、坐标的选取、正确地描绘数据点、合理地作出直线等）。

如有可能亦可介绍最小二乘法的数据处理方法（但不作要求），还可以此实验为典型进行误差分析二） 原电池电动势的测定1、实验原理和方法：掌握电动势的概念、补偿法的目的及原理；弄懂标准化及其目的；能写出本实验中各个原电池的电极反应及电池反应，并用能斯特方程式计算不同类型原电池的电动势；懂得盐桥的作用 2、装置及操作：了解电位差计的使用方法。