《物理化学2》教学大纲 课程名称：物理化学2 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：32/22 其中实验/实战学时：0 先倦课程：高等数学、无机化学、分析化学、大学物理 后续课程支撑：有机化学、化工原理、化学反应工程、化工热力学 授课时间：1-16周，周一上午34节 授课地点：7B312 授课对象：2020级应用化学卓越计划1、2班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名职称：苗荣荣讲师 答疑时间、地点与方式： 1课堂：每次上课的课前、课间和课后进行答疑： 2.课外：可直接到机电楼12L302公室进行答疑： 3.线上：建立QQ/微信课程群，实施线上答疑。 课程考核方式：开卷()闭卷()课程论文()其它() 使用教材：《物理化学》下册，天津大学物理化学教研室主编，高等教育出版社，2017年（第6版） 敏学参考资料：(1)《物理化学》上、下册（第五版）南京大学物理化学教研室傅献彩 (2)《物理化学练习500例》（第二版）李大珍 课程简介：本课程是应用化学（化学工程与工艺卓越计划班）的专业基础课程。它从物质的物理现象和化学现象的联系入手，探求化学变化规律的一门 科学，在实验方法上主要采用物理学中的方法，公式推导过程中运用高等数学的知识。本学期将重点学习物理化学中热力学的应用部分及化学动力学： 热力学的应用包括化学平衡、相平衡、电化学、界面平衡及胶体化学，化学动力学主要涉及化学反应的速率。物理化学这门课程的特点有：(1)逻辑 性很强，内容前后联系密切：(2)公式的应用条件严格，而具体变化过程较多，解题比较灵活：(3)理论性很强，但极具实践性，一方面需配合做大
《物理化学 2》教学大纲 课程名称：物理化学 2 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：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：高等数学、无机化学、分析化学、大学物理 后续课程支撑：有机化学、化工原理、化学反应工程、化工热力学 授课时间：1-16 周，周一 上午 3-4 节 授课地点：7B312 授课对象：2020 级应用化学卓越计划 1、2 班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：苗荣荣/讲师 答疑时间、地点与方式： 1.课堂：每次上课的课前、课间和课后进行答疑； 2.课外：可直接到机电楼 12L302 公室进行答疑； 3.线上：建立 QQ/微信课程群，实施线上答疑。 课程考核方式：开卷（ ）闭卷（√）课程论文（ ）其它（ ） 使用教材：《物理化学》下册，天津大学物理化学教研室主编，高等教育出版社，2017 年（第 6 版） 教学参考资料：（1） 《物理化学》上、下册 （第五版）南京大学 物理化学教研室 傅献彩 （2） 《物理化学练习 500 例》 （第二版）李大珍 课程简介：本课程是应用化学（化学工程与工艺卓越计划班）的专业基础课程。它从物质的物理现象和化学现象的联系入手，探求化学变化规律的一门 科学，在实验方法上主要采用物理学中的方法，公式推导过程中运用高等数学的知识。本学期将重点学习物理化学中热力学的应用部分及化学动力学： 热力学的应用包括化学平衡、相平衡、电化学、界面平衡及胶体化学，化学动力学主要涉及化学反应的速率。物理化学这门课程的特点有：（1）逻辑 性很强，内容前后联系密切；（2）公式的应用条件严格，而具体变化过程较多，解题比较灵活；（3）理论性很强，但极具实践性，一方面需配合做大
量的习题，加强对理论的应用及提高独立思考问题和解决问题的能力，另一方面通过实验验证理论和发展理论，且提高实验操作技能，为进行科学研究 打下良好的基础。 程教学目标及对单业要求拍标点的支撑（与人才培养方案中“单业要求指标点分解、相关教学活动及权重赋值”相一致，每个程目标可以对应多 个毕业要求指标点) 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标1： 1.理解物理化学的基本概念、基本原理及不同理 论间逻辑关系。掌握热力学三大定律在相平衡， 1具备从事化学化工领域工作所需的自然科学、工程基础 11掌握数学、自然科学、工程基础知识 化学平衡，电化学平衡，界面现象等领域的应用 和专业知识，能够用于解决复杂工程问题 及平衡计算。学握化学动力学基本原理、反应速 率计算方法，及反应速率的调控和判断。 目标2 运用热力学三大定律分析热力学平衡态变化过程 22能够理解到解决复杂问题的多种方 2能够运用数学、自然科学和化学学科等领域的基本原 中各种热力学参数的变化及化学反应方向的判 案，并通过分析文献选择和判断可替代的 理，识别和表达化学领域相关的工程与设计问题，并通 断。掌握从实验结果出发进行归纳和演绎的一般 解决方案 过文献研究分析以获得有效结论 方法，熟悉由假设和模型上升为理论的方法。 目标3 32能够设计开发满足需求的化学系统， 3能够设计针对化学相关的工程问题的解决方案，设计满 根据物理化学基本原理和规律合理设计和分析实 能够在设计环节体现创新意识，遵循化学 足特定需求的系统、功能单元，并体现人文知识，考虑 际化工问题，揭示日常生活中所蕴含的物理化学 体系和工程化系统开发的基本要求 社会、健康、安全、法律法规、工程伦理等因素。 知识
量的习题，加强对理论的应用及提高独立思考问题和解决问题的能力，另一方面通过实验验证理论和发展理论，且提高实验操作技能，为进行科学研究 打下良好的基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑（与人才培养方案中“毕业要求指标点分解、相关教学活动及权重赋值”相一致，每个课程目标可以对应多 个毕业要求指标点） 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 1. 理解物理化学的基本概念、基本原理及不同理 论间逻辑关系。掌握热力学三大定律在相平衡， 化学平衡，电化学平衡，界面现象等领域的应用 及平衡计算。掌握化学动力学基本原理、反应速 率计算方法，及反应速率的调控和判断。 1-1 掌握数学、自然科学、工程基础知识 1 具备从事化学化工领域工作所需的自然科学、工程基础 和专业知识，能够用于解决复杂工程问题 目标 2 运用热力学三大定律分析热力学平衡态变化过程 中各种热力学参数的变化及化学反应方向的判 断。掌握从实验结果出发进行归纳和演绎的一般 方法，熟悉由假设和模型上升为理论的方法。 2-2 能够理解到解决复杂问题的多种方 案，并通过分析文献选择和判断可替代的 解决方案 2 能够运用数学、自然科学和化学学科等领域的基本原 理，识别和表达化学领域相关的工程与设计问题，并通 过文献研究分析以获得有效结论 目标 3 根据物理化学基本原理和规律合理设计和分析实 际化工问题，揭示日常生活中所蕴含的物理化学 知识。 3-2 能够设计开发满足需求的化学系统， 能够在设计环节体现创新意识，遵循化学 体系和工程化系统开发的基本要求 3 能够设计针对化学相关的工程问题的解决方案，设计满 足特定需求的系统、功能单元，并体现人文知识，考虑 社会、健康、安全、法律法规、工程伦理等因素
目标4 6能够基于化学相关背景知识进行合理分析，评价应用 6-2在化学实验设计中具备综合考虑多种 了解物理化学基本原理对经济、社会发展和环境 化学实践和相关工程问题解决方案对社会、健康、安全、 制约因素的意识，能够合理分析和评价工 的理论指导和应用承接作用，理解学生应具备的 法律法规以及工程伦理的影响，并理解应承担的社会责 程实践与相关因素间的关系 职业及伦理规范。 任 理论散学进程表 救学模式 周次 散学主题 授课教师 学时数 教学内容（盒点、难点、课程思政融入点） 支撑课程 教学方法 作业安排 (线上/线下) 目标 重点：温习热力学三大定律及多组分系统热 力学、介绍化学反应的方向及平衡条件，重 阅读两篇与 点掌握理想气体的等温方程 化学反应的方 化学创新发 难点：掌握理想气体的等温方程 目标1 向及平衡条 苗荣荣 2 展有关的文 思政内容：回顾物理化学课程的演变过程及 线下教学 课堂讲授 件，等温方程 章或书籍 热力学领域历代伟人的巨大贡献。通过热力 学三大定律的发现历史以及中国著名化学家 的故事，培养学习学习化学兴趣，增强学生 爱国热情和投身化学科学创新事业的理想。 理解标准平衡常数的定义： 课后作业： 标准平衡常数 重点：掌握平衡常数的计算和测量方法 平衡常数的 目标1 2 苗荣荣 2 线下教学 课堂讲授 及计算 课程思政融入点：区分并探讨宏观化学平衡 求算及平衡 和撤观化学平衡，培有学生的独立思考能力、 移动判断
目标 4 了解物理化学基本原理对经济、社会发展和环境 的理论指导和应用承接作用，理解学生应具备的 职业及伦理规范。 6-2 在化学实验设计中具备综合考虑多种 制约因素的意识，能够合理分析和评价工 程实践与相关因素间的关系 6 能够基于化学相关背景知识进行合理分析，评价应用 化学实践和相关工程问题解决方案对社会、健康、安全、 法律法规以及工程伦理的影响，并理解应承担的社会责 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 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课程 目标 1 化学反应的方 向 及 平 衡 条 件，等温方程 苗荣荣 2 重点：温习热力学三大定律及多组分系统热 力学、介绍化学反应的方向及平衡条件，重 点掌握理想气体的等温方程 难点：掌握理想气体的等温方程 思政内容：回顾物理化学课程的演变过程及 热力学领域历代伟人的巨大贡献。通过热力 学三大定律的发现历史以及中国著名化学家 的故事，培养学习学习化学兴趣，增强学生 爱国热情和投身化学科学创新事业的理想。 线下教学 课堂讲授 阅读两篇与 化学创新发 展有关的文 章或书籍 目标 1 2 标准平衡常数 及计算 苗荣荣 2 理解标准平衡常数的定义； 重点：掌握平衡常数的计算和测量方法 课程思政融入点：区分并探讨宏观化学平衡 和微观化学平衡，培育学生的独立思考能力、 线下教学 课堂讲授 课后作业： 平衡常数的 求算及平衡 移动判断 目标 1
协作精神、沟通和交流的能力，引导学生学 思政作业： 好专业知识、掌握专业本领，拓展多方面的 要求学生分 能力，全面成长成才。 组探讨宏观 化学平衡和 微观化学平 衡的辩证关 芳 重点：掌握范特霍夫方程，标准平衡常随温 影响标准平衡 度变化规律，标准平衡常数的计算，会判断 标准平衡常 常数的因素， 压力、惰性组分及反应物量对平衡移动的影 数的影响规 真实气体、混 目标1 3 苗荣荣 合物及溶液中 响： 线下教学 分组讨论 律及该章知 难点：真实气体、液态混合物及液态溶液中 识点总结： 的反应化学平 的化学平衡问题 衡 相律、单组分 重点：相平衡的基本概念，相律介绍及其应 课后作业： 相图、二组分 用：单组分相图中各部分表示含义，压力组 根据相图绘 理想液态混合 苗荣荣 成图，杠杆规则，温度组成图： 线下教学 课堂讲授 制步冷曲线 目标2 物气-液平衡 难点：二组分理想液态混合物系统气-液平衡 相图 相图各个部分含义及步冷曲线绘制 二组分真实液 重点：二组分完全互溶的真实液态混合物体 课后作业： 态完全互溶、 苗荣荣 、2 系压力组成图及温度组成图，介绍部分互溶 线下教学 课堂讲授 根据不同体 目标2 液态部分及完 液体的相互溶解度，共轭溶液的饱和蒸气压， 系的温度
协作精神、沟通和交流的能力，引导学生学 好专业知识、掌握专业本领，拓展多方面的 能力，全面成长成才。 思政作业： 要求学生分 组探讨宏观 化学平衡和 微观化学平 衡的辩证关 系 3 影响标准平衡 常数的因素， 真实气体、混 合物及溶液中 的反应化学平 衡 苗荣荣 2 重点：掌握范特霍夫方程，标准平衡常随温 度变化规律，标准平衡常数的计算，会判断 压力、惰性组分及反应物量对平衡移动的影 响； 难点：真实气体、液态混合物及液态溶液中 的化学平衡问题 线下教学 分组讨论 标准平衡常 数的影响规 律及该章知 识点总结； 目标 1 4 相律、单组分 相图、二组分 理想液态混合 物 气 -液平衡 相图 苗荣荣 2 重点：相平衡的基本概念，相律介绍及其应 用；单组分相图中各部分表示含义，压力 - 组 成图，杠杆规则，温度 -组成图； 难点：二组分理想液态混合物系统气 -液平衡 相图各个部分含义及步冷曲线绘制 线下教学 课堂讲授 课后作业： 根据相图绘 制步冷曲线 目标 2 5 二组分真实液 态完全互溶、 液态部分及完 苗荣荣 2 重点：二组分完全互溶的真实液态混合物体 系压力 -组成图及温度 -组成图，介绍部分互溶 液体的相互溶解度，共轭溶液的饱和蒸气压， 线下教学 课堂讲授 课后作业 ： 根据不同体 系的温 度 - 目标 2
全不互溶系统 部分互溶系统的温度组成图和完全不互溶系 组成图指出 的气-液平衡 统的温度组成图 每部分表示 相图、二组分 难点：共轭溶液的饱和蒸气压，部分互溶系 的状态及相 固态不互溶系 统的温度组成图和完全不互溶系统的温度 律的计算 统液，固平衡 组成图 相图 生成化合物的 重点：介绍生产稳定化合物及不稳定化合物 二组分凝聚系 讨论总结各 系统的二组分相图，固态完全互溶及部分互 统相图、二组 类相图的特 溶系统的液固平衡相图，了解三组分系统的 分固态固溶系 征，由已知 6 苗荣荣 2 图解表示法及三组分系统对液体部分互溶的 线下教学 分组讨论 目标2 统液.固平衡 相图判断该 液.液平衡相图 相图、三组分 体系是何种 难点：生成不稳定化合物系统的液-固平衡相 系统液，液平 体系 图相态判断及相律运用： 衡相图 重点：介绍电极过程、电解质溶液及法拉第 定律、离子迁移数的定义，物理意义及测量 方法、介绍溶液体系中电导、电导率、摩尔 课后作业： 电化学基本概 电导概念： 苗荣荣 、2 利用电导率 难点：介绍电解质溶液的活度、活度因子， 线下教学 课堂讲授 目标2 念 进行水解常 了解德拜休克尔极限公式 数计算 思政内容：普通蒸馏水的电导率约为1*103 S·m',如果水质被污染，水体里面含有的导 电离子数目会显著增多，并引起水的电导率
全不互溶系统 的 气 -液平衡 相图、二组分 固态不互溶系 统 液 -固平衡 相图 部分互溶系统的温度 -组成图和完全不互溶系 统的温度 -组成图 难点：共轭溶液的饱和蒸气压，部分互溶系 统的温度 -组成图和完全不互溶系统的温度 - 组成图 组成图指出 每部分表示 的状态及相 律的计算 6 生成化合物的 二组分凝聚系 统相图、二组 分固态固溶系 统 液 -固平衡 相图、三组分 系统液 - 液 平 衡相图 苗荣荣 2 重点：介绍生产稳定化合物及不稳定化合物 系统的二组分相图，固态完全互溶及部分互 溶系统的液 -固平衡相图，了解三组分系统的 图解表示法及三组分系统对液体部分互溶的 液-液平衡相图 难点：生成不稳定化合物系统的液 -固平衡相 图相态判断及相律运用； 线下教学 分组讨论 讨论总结各 类相图的特 征，由已知 相图判断该 体系是何种 体系 目标 2 7 电化学基本概 念 苗荣荣 2 重点：介绍电极过程、电解质溶液及法拉第 定律、离子迁移数的定义，物理意义及测量 方法、介绍溶液体系中电导、电导率、摩尔 电导概念； 难点：介绍电解质溶液的活度、活度因子， 了解德拜 -休克尔极限公式 思政内容：普通蒸馏水的电导率约为 1*10 - 3 S·m- 1，如果水质被污染，水体里面含有的导 电离子数目会显著增多，并引起水的电导率 线下教学 课堂讲授 课后作业： 利用电导率 进行水解常 数计算 目标 2