《物理化学》教学大纲课程名称：物理化学课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：PhysicalChemistry其中实验/实贱学时：0总学时/周学时/学分：64/4/4先修课程：大学化学、高等数学后续课程支撑：物理化学实验、材料物理性能、材料电化学等授课地点：6A-203授课时间：[1-16]周星期一、三1-4节授课对象：2022级材科1、2班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：邵蒙蒙/讲师：郝世吉/讲师：金具涛/刷研究员：汪文龙/研究员答疑时间、地点与方式：课间时间学生可自由提问：课后通过E-mail、微信、电话联系答疑和讨论，也可来材料学院新能源办公室4B210提问和讨论。课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（）使用教材：刘俊吉周亚平李松林冯霞修订《物理化学》（第六版）北京：高等教育出版社，2017参考资料：傅献彩，沈文霞，姚天扬编著，《物理化学》（第五版），北京：高等教育出版社，2011课程简介：物理化学是材料科学与工程专业的必修课。物理化学以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究化学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。本专业物理化学课程的内容主要包括：热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面和胶体化学。通过本课程的学习，学生应该：（1）系统掌握物理化学的基础知识和基本原理，加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解：（2）学会物理化学的科学思维方法，即从实验现象和结果出发，通过归纳和演绎，建立模型，进一步推导并最终揭示具有普遍意义的理论：（3）掌握理论联系实际，分析和解决具体问题的方法，培养自主学习和创新能力。1
1 《物理化学》教学大纲 课程名称：物理化学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Physical Chemistry 总学时/周学时/学分：64/4/4 其中实验/实践学时：0 先修课程：大学化学、高等数学 后续课程支撑：物理化学实验、材料物理性能、材料电化学等 授课时间：[1-16]周 星期一、三 1-4 节 授课地点：6A-203 授课对象： 2022 级材科 1、2 班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：邵蒙蒙/讲师；郝世吉/讲师；金具涛/副研究员；汪文龙/研究员 答疑时间、地点与方式：课间时间学生可自由提问；课后通过 E-mail、微信、电话联系答疑和讨论，也可来材料学院新能源办公室 4B210 提问和讨论。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材： 刘俊吉 周亚平 李松林 冯霞 修订《物理化学》(第六版) 北京：高等教育出版社，2017 参考资料： 傅献彩，沈文霞，姚天扬 编著，《物理化学》(第五版)，北京：高等教育出版社，2011 课程简介： 物理化学是材料科学与工程专业的必修课。物理化学以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究 化学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。本专业物理化学课程的内容主要包括：热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面和胶体 化学。通过本课程的学习，学生应该：(1) 系统掌握物理化学的基础知识和基本原理，加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解；(2) 学会物 理化学的科学思维方法，即从实验现象和结果出发，通过归纳和演绎，建立模型，进一步推导并最终揭示具有普遍意义的理论；(3) 掌握理论联系实际， 分析和解决具体问题的方法，培养自主学习和创新能力
课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点目标1：1.1具备解决材料科学与工程领域复杂NO.1工程知识：能够运用数学、自然科学、工程了解热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面工程问题所需的数学、自然科学、工程基础和材料科学与工程专业知识用于解决材料科和胶体化学中的基本概念和定理。基础知识及应用能力。学与工程领域的复杂工程问题。目标2：2.1能够运用数学、自然科学和材料科NO.2问题分析：能够应用数学、自然科学和材料理解物理化学课程中理想状况下状态函数的求解，联系积学与工程的相关基本原理识别和判断科学与工程的基本原理和技术，识别、表达、并通材料科学与工程领域复杂工程问题的分、微分履念以及大学化学里基本化学反应方程：学会建过文献研究分析材料科学与工程领域复杂工程间立数理模型，将其应用于分析、解决工程问题。关键环节。题，以获得有效结论。目标3：8.1热爱祖国，树立正确的人生观、世NO.8职业规范：具有人文社会科学素养、社会责培养学生养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事界观、价值观，具备良好的思想道德任感，能够在材料科学与工程领域的工程实践中理求是的科学态度和职业道德。人文社会科学素养和社会责任感解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。理论教学进程表学时授课教教学内容（点、难点、课程思政融入教学模式支撑课周次教学主题教学方法作业安排师数点）线下/混合式程目标课后作业+课程思重点：物理化学学科概述：理想气体状政作业：（要求学目标1态方程：范德华方程：气体的临界性质：课堂讲授生每人阅读两篇与绪论OverviewofPhysicalkeypoint邵蒙蒙线下+小组讨目标24化学发展有关的文气体的pVT关系Chemistry, Ideal gas state equation; Van论目标3章，并撰写500字der Waals equation; The critical properties心得）of gases2
2 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 了解热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面 和胶体化学中的基本概念和定理。 1.1 具备解决材料科学与工程领域复杂 工程问题所需的数学、自然科学、工程 基础知识及应用能力。 NO. 1 工程知识：能够运用数学、自然科学、工程 基础和材料科学与工程专业知识用于解决材料科 学与工程领域的复杂工程问题。 目标 2： 理解物理化学课程中理想状况下状态函数的求解，联系积 分、微分概念以及大学化学里基本化学反应方程，学会建 立数理模型，将其应用于分析、解决工程问题。 2.1 能够运用数学、自然科学和材料科 学与工程的相关基本原理识别和判断 材料科学与工程领域复杂工程问题的 关键环节。 NO. 2 问题分析：能够应用数学、自然科学和材料 科学与工程的基本原理和技术，识别、表达、并通 过文献研究分析材料科学与工程领域复杂工程问 题，以获得有效结论。 目标 3： 培养学生养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事 求是的科学态度和职业道德。 8.1 热爱祖国，树立正确的人生观、世 界观、价值观，具备良好的思想道德、 人文社会科学素养和社会责任感。 NO. 8 职业规范：具有人文社会科学素养、社会责 任感，能够在材料科学与工程领域的工程实践中理 解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 气体的 pVT 关系 邵蒙蒙 4 重点：物理化学学科概述； 理想气体状 态方程；范德华方程；气体的临界性质； key point ： Overview of Physical Chemistry; Ideal gas state equation; Van der Waals equation; The critical properties of gases 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业+课程思 政作业：（要求学 生每人阅读两篇与 化学发展有关的文 章，并撰写 500 字 心得） 目标 1 目标 2 目标 3
难点：对应状态原理和压缩因子图：课程思政融入点：介绍物理化学的发展历程，历代物理化学家的巨大贡献，培养学生的爱国精神。重点：热力学基本概念（体系、环境、状态、功、热等）：第一定律keypointBasicconceptsof课堂讲授热力学第一定律thermodynamics(system,environment,线下+小组讨课后作业目标1邵蒙蒙4N基本概念和状态函state,work,heat,etc.),First law of论数thermodynamics难点：热力学过程（恒温、恒压、绝热）过程中AU、AH、Q和W计算重点：化学反应恰变：标准摩尔反应焙key point:Enthalpy change of chemical课堂讲授热力学第一定律reaction, Standard molar enthalpy of邵蒙蒙+小组讨课后作业目标24线下反应焰变计算和相3reaction论关定律难点：基希霍夫公式，节流膨胀与焦耳汤姆逊效应重点：热力学第二定律的意义及其与卡课堂讲授热力学第二定律诺定理的联系：卡诺循环与卡诺定理的邵蒙蒙线下+小组讨课后作业目标14意义及应用意义：论key point;The significance of the second3
3 难点：对应状态原理和压缩因子图； 课程思政融入点：介绍物理化学的发展 历程，历代物理化学家的巨大贡献，培 养学生的爱国精神。 2 热力学第一定律 基本概念和状态函 数 邵蒙蒙 4 重点：热力学基本概念（体系、环境、 状态、功、热等）；第一定律 key point ： Basic concepts of thermodynamics (system, environment, state, work, heat, etc.); First law of thermodynamics 难点：热力学过程（恒温、恒压、绝热） 过程中ΔU、ΔH、Q 和 W 计算 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1 3 热力学第一定律 反应焓变计算和相 关定律 邵蒙蒙 4 重点：化学反应焓变；标准摩尔反应焓 key point ：Enthalpy change of chemical reaction; Standard molar enthalpy of reaction 难点：基希霍夫公式，节流膨胀与焦耳- 汤姆逊效应 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 2 4 热力学第二定律 意义及应用 邵蒙蒙 4 重点：热力学第二定律的意义及其与卡 诺定理的联系；卡诺循环与卡诺定理的 意义； key point ：The significance of the second 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1
law of thermodynamics and its connectionwith Carnot theorem, The significance ofCarnot cycle and Carnot theorem难点：摘的导出：克劳修斯不等式：炳判据及其应用重点：热力学第二定律的数学表达式：热力学函数U、H、S、A、G的关系：热力学第三定律：亥姆霍兹函数和吉布斯函数key point: Mathematical expression of the课堂讲授热力学第二定律second law of thermodynamics,The邵蒙蒙线下+小组讨课后作业目标24第二定律数学表达5relationshipbetweenthermodynamic论式functions U, H, S, A and G; The third lawof thermodynamics; Helmholtz and Gibbsfunctions难点：几类典型过程变的计算：克拉佩龙方程与克-克方程重点：偏摩尔量、化学势的概念：化学课堂讲授势的表达多组分系统热力学邵蒙蒙线下目标1+小组讨课后作业4okey point : Partial molar quantity, The化学势的表达论concept of chemical potential; Expressionofchemicalpotential4
4 law of thermodynamics and its connection with Carnot theorem; The significance of Carnot cycle and Carnot theorem 难点：熵的导出；克劳修斯不等式；熵 判据及其应用 5 热力学第二定律 第二定律数学表达 式 邵蒙蒙 4 重点：热力学第二定律的数学表达式； 热力学函数 U、H、S、A、G 的关系； 热力学第三定律；亥姆霍兹函数和吉布 斯函数 key point：Mathematical expression of the second law of thermodynamics; The relationship between thermodynamic functions U, H, S, A and G; The third law of thermodynamics; Helmholtz and Gibbs functions 难点：几类典型过程熵变的计算；克拉 佩龙方程与克-克方程 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 2 6 多组分系统热力学 化学势的表达 邵蒙蒙 4 重点：偏摩尔量、化学势的概念；化学 势的表达 key point ： Partial molar quantity; The concept of chemical potential; Expression of chemical potential 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1
难点：拉乌尔定律和亨利定律重点：理想液态混合物和理想稀溶液模型：各组分的化学势的计算：稀溶液的依数性课堂讲授多组分系统热力学key point: Ideal liquid mixture and ideal邵蒙蒙线下+小组讨课后作业目标24理想溶液相关概念dilute solution models, Calculation of论与计算chemical potentials; The collinearity ofdilute solutions难点：分配定律，逸度和活度的基本概念和逸度系数图重点：化学反应的方向及平衡条件，标准平衡常数，反应等温式key point; Direction and equilibrium of课后作业+课程思chemical reactions, standard equilibrium课堂讲授化学平衡目标1政作业：（人生方constants, reaction isotherms郝世吉线下+小组讨48化学反应方程式与程的平衡与影响机目标3难点：标准摩尔反应吉布斯自由能与平论平衡常数制探索）衡常数的关系课程思政融入点：从化学平衡的角度贯穿人生天平所需的平衡，引入当代优秀的科学家事迹2目标3期中考试化学平衡郝世吉化学平衡的判定及2线下课后作业目标2课堂讲授重点：平衡常数与温度、压力的关系：5
5 难点：拉乌尔定律和亨利定律 7 多组分系统热力学 理想溶液相关概念 与计算 邵蒙蒙 4 重点：理想液态混合物和理想稀溶液模 型；各组分的化学势的计算；稀溶液的 依数性 key point：Ideal liquid mixture and ideal dilute solution models; Calculation of chemical potentials; The collinearity of dilute solutions 难点：分配定律，逸度和活度的基本概 念和逸度系数图 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 2 8 化学平衡 化学反应方程式与 平衡常数 郝世吉 4 重点：化学反应的方向及平衡条件， 标 准平衡常数，反应等温式 key point：Direction and equilibrium of chemical reactions, standard equilibrium constants, reaction isotherms 难点：标准摩尔反应吉布斯自由能与平 衡常数的关系 课程思政融入点：从化学平衡的角度贯 穿人生天平所需的平衡，引入当代优秀 的科学家事迹 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业+课程思 政作业：（人生方 程的平衡与影响机 制探索） 目标 1 目标 3 9 化学平衡 化学平衡的判定及 郝世吉 2 期中考试 目标 3 2 重点：平衡常数与温度、压力的关系； 线下 课堂讲授 课后作业 目标 2