《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：32/22 其中实验/实战学时：0 先修课程：高等数学、无机化学 后续课程支撑：有机化学、食品化学 授课时间：周五下午5-6节 授课地点：6B304 授课对象：2021级食品科学与工程1班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：宋金刚/讲师 答疑时间、地点与方式：1每次上课课前、课间和课后，采用一对一的问答方式：2充分利用现代互联网技术如QQ徽信等，进行远程答疑，3课外在 12L302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》上、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：《物理化学》上、下册（第五版）南京大学物理化学教研室傅献彩 课程简介：本课程是食品科学与工程的专业基础课程。它从物质的物理现象和化学现象的联系入手，是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。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支排毕业要求指标点 毕业要求 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：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：高等数学、无机化学 后续课程支撑：有机化学、食品化学 授课时间：周五下午 5-6 节 授课地点：6B304 授课对象：2021 级食品科学与工程 1 班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：宋金刚/讲师 答疑时间、地点与方式：1.每次上课课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2.充分利用现代互联网技术如 QQ/微信等，进行远程答疑；3.课外在 12L302 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》上、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：《物理化学》上、下册 （第五版）南京大学 物理化学教研室 傅献彩 课程简介：本课程是食品科学与工程的专业基础课程。它从物质的物理现象和化学现象的联系入手，是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。 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： 1,理解物理化学的基本概念、基本原理及不同理论间逻辑 12能够针对食品生产与加工过程中的 关系。 理化反应建立数学模型并求解。 能够将数学、物理、化学、生物等自然科学和工 2.掌握热力学三大定律内容及多组分系统热力学：掌握热 14能够将食品工程专业知识和数学模 程基础及食品科学与工程专业知识用于解决食品 力学三大定律在相平衡，化学平衡，电化学平衡，界面现 型方法用于比较与综合食品理化反应、 领域的复杂工程问题。 象等领域的应用及平衡计算。 品质变化、加工单元操作优化等过程中 3.掌握化学动力学基本原理、反应速率计算方法，及反应 的复杂工程问题解决方案。 速率的调控和判断。 目标2： 1.运用热力学三大定律解决化学化工复杂问题，并掌握化 学反应及各平衡现象的基本规律，解决化学反应物料平衡 22能够基于相关科学原理和数学模型 2能够将食品科学与工程领域所需的数学、自然科 的计算及反应方向的判断。 方法正确表达食品生产与加工过程所 学和工程科学的基本原理，用于识别、表达、分析 2.运用反应动力学基本原理及反应速率计算方法，认识化 涉及的食品原料处理、加工技术、品质 复杂工程问题，并通过文献研究分析食品科学与工 学反应机理，计算反应进行的速率。 控制等复杂工程问题。 程领域的复杂问题，以获得有效结论。 3.通过热力学和动力学学习，进一步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。 目标3： 4-1能够基于自然科学原理、食品工程 1.培养学生解决生产和生活中的实际化学问题，进行创新 4能够基于科学原理并采用科学方法对复杂食品工 的基本原理，通过文献研究或相关方 思考、独立分析、计算的能力。 程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、 法，调研和分析食品生产与加工过程中 2.培养学生团结、友爱、互助的集体精神及分工协作的团 并通过信息综合得到合理有效的结论。 的复杂工程问题的解决方案。 队精神。 2
2 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。 2.掌握热力学三大定律内容及多组分系统热力学；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。 3. 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。 1-2 能够针对食品生产与加工过程中的 理化反应建立数学模型并求解。 1-4 能够将食品工程专业知识和数学模 型方法用于比较与综合食品理化反应、 品质变化、加工单元操作优化等过程中 的复杂工程问题解决方案。 1 能够将数学、物理、化学、生物等自然科学和工 程基础及食品科学与工程专业知识用于解决食品 领域的复杂工程问题。 目标 2： 1. 运用热力学三大定律解决化学化工复杂问题，并掌握化 学反应及各平衡现象的基本规律，解决化学反应物料平衡 的计算及反应方向的判断。 2. 运用反应动力学基本原理及反应速率计算方法，认识化 学反应机理，计算反应进行的速率。 3. 通过热力学和动力学学习，进一步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 能够基于相关科学原理和数学模型 方法正确表达食品生产与加工过程所 涉及的食品原料处理、加工技术、品质 控制等复杂工程问题。 2 能够将食品科学与工程领域所需的数学、自然科 学和工程科学的基本原理，用于识别、表达、分析 复杂工程问题，并通过文献研究分析食品科学与工 程领域的复杂问题，以获得有效结论。 目标 3： 1. 培养学生解决生产和生活中的实际化学问题，进行创新 思考、独立分析、计算的能力。 2. 培养学生团结、友爱、互助的集体精神及分工协作的团 队精神。 4-1 能够基于自然科学原理、食品工程 的基本原理，通过文献研究或相关方 法，调研和分析食品生产与加工过程中 的复杂工程问题的解决方案。 4 能够基于科学原理并采用科学方法对复杂食品工 程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、 并通过信息综合得到合理有效的结论
3.培养学生理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求 是的科学态度和职业道德。 理论散学进程表 授课数 学时 敏学内容（重点、难点、课程思政融入 教学模式 周次 教学主题 支排课 师 数 点) 教学方法 作业安排 (线上/线下) 程目标 重点：介绍物理化学的定义、研究内容 及物理化学中物理量的具体表示方法： 理想气体微观模型：理想气体混合物。 阅读两篇与化学创 难点：真实气体的临界性质及状态方程。 新发展有关的文章 绪论，理想气体状 宋金刚 思政内容：介绍物理化学课程的演变过 线上 课堂讲授 或书籍。 目标一 态方程 程及热力学领域历代伟人的巨大贡献。 课后作业： 通过热力学三大定律的发现历史以及中 气体PVT的计算 国著名化学家的故事，培养学习学习化 学兴趣，增强学生爱国熟情和投身化学 科学创新事业的理想。 重点：热力学的基本概念（系统、环境、 讨论：总结和梳理 状态、过程、内能、热、功、焓、热容) 热力学第一定律知 2,3 热力学第一定律 宋金刚 和热力学第一定律： 线下 课堂讲授 识点的逻辑关系。 目标一 难点：热力学过程（恒温、恒压、绝热）， 课后作业：课后习 可逆过程焓变 题
3 3. 培养学生理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求 是的科学态度和职业道德。 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 绪论，理想气体状 态方程 宋金刚 2 重点：介绍物理化学的定义、研究内容 及物理化学中物理量的具体表示方法； 理想气体微观模型；理想气体混合物。 难点：真实气体的临界性质及状态方程。 思政内容：介绍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。 线上 课堂讲授 阅读两篇与化学创 新发展有关的文章 或书籍。 课后作业： 气体 PVT 的计算 目标一 2，3 热力学第一定律 宋金刚 4 重点：热力学的基本概念（系统、环境、 状态、过程、内能、热、功、焓、热容） 和热力学第一定律； 难点：热力学过程（恒温、恒压、绝热）， 可逆过程焓变 线下 课堂讲授 讨论：总结和梳理 热力学第一定律知 识点的逻辑关系。 课后作业：课后习 题 目标一
利用优学院平台（选择题、填空题）及 随堂测验及答疑 宋金刚 线下试卷（计算题）形式对已讲授内容 线下 课堂讲授 进行测验：并对出错率高的试题进行线 下讲解。 重点：热力学第二定律，卡诺循环与卡 诺定理，热力学函数，熵S、亥煽兹自由 焓A、吉布斯函数G,热力学基本关系， 体系自发过程的判断，热力学第三定律。 讨论：总结和梳理 难点：化学反应过程热力学函数的计算。 热力学第二定律知 课程思政融入点：通过深入理解嫡增原 4,5 热力学第二定律 宋金刚 4 线下 课堂讲授 识点的逻辑关系： 目标一 理，引导学生对抗自身的情性，消除体 课后作业：课后习 系不确定性，引入信息流，发挥“正能 题 量”，降低意识的混乱度，从而强大心智， 增强自律和毅力，真正发挥知行合一的 优势，利用思维的力量推动前进的步伐， 实现自身的奋斗目标。 利用优学院平台（选择题、填空题）及 随堂测验及答疑 宋金刚 线下试卷（计算题）形式对已讲授内容 线下 课堂讲授 进行测验：并对出错率高的试题进行线 下讲解。 重点：溶液浓度的各种表示方法，理想 6,7 多组分系统热力学 宋金刚 3 线下 课堂讲授 课后作业：课后习 目标一 溶液，拉乌尔定律和亨利定律偏摩尔量， 题
4 随堂测验及答疑 宋金刚 利用优学院平台（选择题、填空题）及 线下试卷（计算题）形式对已讲授内容 进行测验；并对出错率高的试题进行线 下讲解。 线下 课堂讲授 4，5 热力学第二定律 宋金刚 4 重点：热力学第二定律，卡诺循环与卡 诺定理，热力学函数，熵 S、亥姆兹自由 焓 A、吉布斯函数 G，热力学基本关系， 体系自发过程的判断，热力学第三定律。 难点：化学反应过程热力学函数的计算。 课程思政融入点：通过深入理解熵增原 理，引导学生对抗自身的惰性，消除体 系不确定性，引入信息流，发挥“正能 量”，降低意识的混乱度，从而强大心智， 增强自律和毅力，真正发挥知行合一的 优势，利用思维的力量推动前进的步伐， 实现自身的奋斗目标。 线下 课堂讲授 讨论：总结和梳理 热力学第二定律知 识点的逻辑关系； 课后作业：课后习 题 目标一 随堂测验及答疑 宋金刚 利用优学院平台（选择题、填空题）及 线下试卷（计算题）形式对已讲授内容 进行测验；并对出错率高的试题进行线 下讲解。 线下 课堂讲授 6，7 多组分系统热力学 宋金刚 3 重点：溶液浓度的各种表示方法，理想 溶液，拉乌尔定律和亨利定律偏摩尔量， 线下 课堂讲授 课后作业：课后习 题 目标一
化学势，稀溶液的依数性。 难点：拉乌尔定律和亨利定律的结合应 用。 重点：掌握理想气体的等温方程，理解 标准平衡常数的定义：会判断压力、惰 性组分及反应物量对平衡移动的影响。 难点：掌握范特霍夫方程，标准平衡常 化学反应的方向及 数随温度变化规律，标准平衡常数的计 平衡条件，等温方 算。 课后作业： 7,8程，标准平衡常数 宋金刚 线下 课堂讲授 目标二 课程思政融入点：区分并探讨宏观化学 课后习题 及计算，影响标准 平衡和微观化学平衡，培育学生的独立 平衡常数的因素 思考能力、协作精神、沟通和交流的能 力，引导学生学好专业知识、掌提专业 本领，拓展多方面的能力，全面成长成 才。 重点：相平衡的基本概念，相律介绍及 课堂练习：根据不 其应用：单组分相图中各部分表示含义， 同体系的温度组成 相律、单组分相图、 压力组成图，杠杆规则，温度组成图： 图指出每部分表示 9,10 二组分气·液平衡 宋金刚 二组分完全互溶的真实液态混合物体系 线下 课堂讲授 的状态及相律的计 目标二 相图 压力组成图及温度组成图。 算。 难点：二组分理想液态混合物系统气-液 课后作业：课后习 平衡相图各个部分含义。 题
5 化学势，稀溶液的依数性。 难点：拉乌尔定律和亨利定律的结合应 用。 7，8 化学反应的方向及 平衡条件，等温方 程，标准平衡常数 及计算，影响标准 平衡常数的因素 宋金刚 3 重点：掌握理想气体的等温方程，理解 标准平衡常数的定义；会判断压力、惰 性组分及反应物量对平衡移动的影响。 难点：掌握范特霍夫方程，标准平衡常 数随温度变化规律，标准平衡常数的计 算。 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、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。 线下 课堂讲授 课后作业： 课后习题 目标二 9，10 相律、单组分相图、 二组分气-液平衡 相图 宋金刚 3 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； 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。 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。 线下 课堂讲授 课堂练习：根据不 同体系的温度-组成 图指出每部分表示 的状态及相律的计 算。 课后作业：课后习 题 目标二