天大版“物理化学简明简称”教学大纲.doc

物理化学”课程教学大纲课程编号：10011500课程名称：物理化学/physical chemistry学 时: 72(其中实验 18) 学 分：3.5 适用专业：生物工程和食品质量与安全 开课学期：3开课部门：化学与生物工程学院先修课程：高等数学、普通物理学、无机化学、有机化学、分析化学考核要求：闭卷考试（理论占 70%，实验占 30%）使用教材及主要参考书：天津大学物理化学教研室编， 《物理化学简明版》 ，高等教育出版社，2009 年侯新朴主编， 《物理化学》 （第六版） ，人民卫生出版社，2007 年；傅献彩、沈文霞、姚天扬主编， 《物理化学(上、下)》 （第五版） ，高等教育出版社，2006 年；印永嘉、奚正楷、李大珍主编， 《物理化学简明教程》 ，高等教育出版社，1992 年一、课程的性质和任务物理化学研究化学变化、相变化及其有关的物理变化的基本原理，主要是平衡的规律和变化速率的规律物理化学课程是食品科学与工程、生物工程专业等专业的一门必修的专业基础课，它是培养上述专业工程技术人才的整体知识结构及能力结构的重要组成部分，同时也是后继专业课程的基础。

二、课程的目的与要求本课程的目的是运用物理和数学的有关理论和方法进一步研究物质化学运动形式的普遍规律,对化学的基础理论和实践研究起着指导性的作用通过本课程学习，学生应掌握物理化学的基本概念和计算方法，体会和理解根据实验现象作出假设、建立模型，通过归纳或演绎上升为理论的科学研究和思维方法，并结合具体条件运用理论解决实际问题　三、学时分配章节 教学内容 学时0 绪论 11 气体的 pVT 关系 32 热力学第一定律 63 热力学第二定律 84 化学平衡 65 相平衡 86 电化学 87 化学反应动力学 88 表面现象 6四、教学中应注意的问题为了培养学生的独立工作能力，讲授内容应分清主次，贯彻“精讲多练”的原则在注意系统性的前提下，着重讲解教材的重点与难点对带“*”号的章节，可按教学的实际情况取舍或作为课外阅读材料本大纲不包括实验部分内容，实验部分见“物理化学实验教学大纲” 五、教学内容第一章 热力学第一定律1、基本内容1.1 热力学概论1.2 热力学基本概念1.3 热力学第一定律1.4 可逆过程与体积功1.5 焓1.6 热容1.7 热力学第一定律1.8 热力学基本概念1.9 化学反应热效应的计算2、教学基本要求（1）熟悉热力学的一些基本概念，如体系与环境、状态与性质、热和功及过程与途径等。

2）熟悉热力学第一定律及内能的概念掌握热和功只有在体系与环境间有能量交换时才有意义3）掌握状态函数的概念和特性，掌握内能和焓都是状态函数4）熟悉准静态过程与可逆过程的意义和特点5）掌握热力学第一定律的各种计算方法，如计算理想气体在恒温、恒压及绝热等过程中的 WQUH、 、 和（6）了解节流膨胀的概念和意义7）掌握应用盖斯定律、生成焓及燃烧焓计算反应热的方法8）*熟悉溶解热及稀释热的定义和概念9）熟悉反应热与温度的关系，并能应用基尔霍夫定律求算各种温度下的反应热3、教学重点难点：热力学的一些基本概念，热力学第一定律及 U、H 状态函数的特性，运用热力学第一定律计算等温、等压、等容和相变等过程中的△H、△U、Q 、W运用盖斯定律和热力学数据计算化学反应热第二章 热力学第二定律1、基本内容2.1 自发过程的特征2.2 热力学第二定律2.3 卡诺循环2.4 卡诺定理2.5 熵2.6 熵变的计算2.7*熵函数的物理意义2.8 热力学第三定律及规定熵2.9 吉布斯能、亥姆霍兹能2.10 的计算G2.11 热力学函数间的关系2.13*非平衡态热力学简介2.14 偏摩尔量和化学势2.15 化学势的标准态及其表示式2、教学基本要求（1）理解热力学第二定律的建立过程，存在一个熵状态函数及理解引入亥姆霍兹函数和吉布斯函数的原因。

2）掌握状态函数特性及在某变化中状态函数变量与特定过程函数关系3）掌握在克劳修斯不等式基础上得出的对某变化可逆性判断或不可逆程度的度量4）理解如何从可逆性判据衍变成特定条件下的平衡判据，并用以确定过程的方向和限度5）掌握理想气体在变化中状态函数及过程函数的计算6）掌握在相变化中（可逆、不可逆）状态函数及过程函数的计算7）理解热力学第三定律及规定熵的意义8）掌握在化学变化中标准状态函数9）掌握吉布斯－亥姆霍兹公式10）理解多组分体系偏摩尔量的意义，掌握化学势的意义及应用3、教学重点难点：（1）熵与熵增加原理（2）状态函数变化 ΔS、ΔG 的计算与应用（3）偏摩尔量与化学势第三章 化学平衡1、基本内容3.1 化学反应的平衡条件3.2 化学反应等温方程式和平衡常数3.3 平衡常数表示法3.4 平衡常数的测定和平衡转化率的计算3.5 标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能3.6 温度对平衡常数的影响3.7 其它因素对平衡的影响3.8*反应的耦合2、教学基本要求（1）掌握化学反应的平衡条件和化学反应等温方程式2）掌握标准平衡常数及其应用3）掌握各种平衡常数的表示方法和利用平衡常数计算。

4）掌握各种因素对化学平衡的影响5）掌握化学反应的标准吉布斯能变化与平衡常数的关系6）熟悉平衡组成的计算7）了解平衡常数的测定方法8）掌握温度对化学反应平衡常数的影响及其相关计算9）了解反应耦合原理和生物体内的化学平衡3、教学重点难点 ：（1）标准平衡常数与标准反应自由能（2）各种因素对化学平衡的影响第四章 相平衡1、基本内容4.1 相律4.2 单组分体系4.3 完全互溶双液体系4.4 部分互溶和完全不互溶的双液体系4.5 二组分固－液体系平衡相图4.6*三组分体系的平衡2、教学基本要求（1）熟悉相、组分数和自由度的概念，掌握相律的物理意义及其在相图中的应用2）掌握克氏方程及其在单组分体系中的应用及各种计算3）掌握杠杆规则及其在相图中的应用4）了解双液体系的 p-x 图和 T-x 图，熟悉蒸馏和精馏原理，了解恒沸体系的特点5）能根据相图绘制冷却曲线，或根据冷却曲线绘制简单的相图6）熟悉低共熔体系相图的意义和应用7）掌握三组分体系的组成表示法，熟悉水盐体系的相图及其简单应用熟悉部分互溶三液体系相图及其在萃取过程中的应用3、教学重点难点：（1）相律、独立组分数的确定（2）根据相图了解不同过程中相的变化（3）相平衡区中应用杠杆规则的计算第五章 电化学1、基本内容5.1 电解质溶液的导电性质5.2 电解质溶液的电导5.3 电解质溶液的电导测定应用5.4 溶液中电解质的活度和活度系数5.5 原电池5.6 可逆电池热力学5.7 电极电势和电池的电动势5.8 浓差电池5.9 电动势的测定的应用5.10 电极的极化和过电势5.11*生物电化学基础2、教学基本要求（1）熟悉电解质溶液的导电机理及导电性能的表示法和测定法。

2）了解离子迁移数的概念和意义3）掌握电导与离子浓度的关系、离子独立运动定律，以及有关计算和应用4）了解强电解质溶液理论，熟悉电解质溶液的活度、平均活度系数、平均浓度和离子强度的定义，并掌握有关的计算理解离子氛的概念，掌握德拜－休克尔极限公式5）熟悉可逆电池（原电池）的基本概念和表示方法6）了解电池电动势的产生机理，熟悉用盐桥消除液体接界电势的原理7）熟悉可逆电池电动势和电极电势的测定原理，掌握它们的计算和有关的应用8）熟悉电解过程的有关基本概念和基本原理，熟悉电极产生极化的原因9）了解电化学在生物学中的应用3、教学重点难点：（1）电导测定的应用（2）可逆电极与可逆电池（3）电池电动势测定的多种应用（4）电解及其应用第六章 化学动力学1、基本内容6.1 反应速率的表示方法及其测定6.2 基元反应6.3 反应速率方程6.4 简单级数反应的速率方程6.5*反应级数的测定6.6 温度对反应速率的影响6.7 典型的复杂反应6.8 光化反应6.9 溶液中的反应6.10 催化作用的基本概念6.11 酸碱催化6.12 酶催化6.13*碰撞理论6.14*过渡态理论2、教学基本要求（1）掌握基元反应、总包反应、反应级数、反应分子数等基本概念。

2）掌握简单级数反应的微分和积分速率方程及确定反应级数的方法3）掌握温度对反应速率的影响4）了解典型的复杂反应、链反应、光化反应和溶液中的反应的基本特征5）熟悉催化作用的基本概念，了解酸碱和酶催化的基本原理6）了解碰撞理论和过渡态理论的要点3．教学重点难点 ：（1）反应速率方程式与反应级数（2）反应级数的求法（3）简单反应与某些复杂反应的动力学规律（4）温度对反应速率的影响 第七章 表面现象1、教学基本内容7.1 表面积与表面吉布斯能7.2 弯曲表面的性质7.3 铺展与润湿7.4 溶液的表面吸附7.5*不溶性表面膜7.6 表面活性剂7.7 气体在固体表面上的吸附7.8*固体自溶液中的吸附2、教学基本要求（1）掌握表面吉布斯能与表面张力的基本概念和有关计算，了解影响表面吉布斯能的主要因素2）熟悉弯曲液面的性质，掌握拉普拉斯公式和开尔文公式，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3）了解液－液界面性质，掌握判断液体铺展的标准4）了解固体表面润湿的几种类型，掌握判断固体表面润湿的特点5）了解溶液表面性质，掌握吉布斯溶液表面吸附公式6）了解不溶性表面膜的简单结构及一般原理7）了解表面活性剂的结构特点、主要特征及应用。

8）了解几种典型的固体表面吸附等温线，掌握固体表面吸附的基本原理、常用公式及应用3．教学重点难点:（1）表面自由能、表面张力、附加压力（2）界面吸附现象撰写人：郭辉瑞审核人：袁 琳　　　　分管教学院长：郭孟萍2009 年 12 月 3 日。