《ZJH1480630(0725)+物理化学》教学大纲 一、课程属性简介 课程中文名称：物理化学 课程编码：ZH1480630(0725) 课程英文名称：Physical Chemistry 课程类别：专业基础教育 课程性质：核心课程 讲课学时学分：88学时5.5学分 总学时学分：88学时5.5学分 实验学时学分： 课内实践学分： 开课单位：理学院 适用专业 化学工程与工艺专业 适用对象：本科一本、二本、三本 预修课程：高等数学、普通物理 主撰人：张秀芳 主宙人：王克水 制定时间：2013.06 二、课程教学目标及任务 物理化学是化学学科的一个重要分支，它是从物质的物理现象和化学现象的 联系入手，来探求化学变化基本规律的一门学科。它是化工专业的主干课程之一， 是一门必修的专业基础课程。 本课程的目的是在先行课的基础上，运用物理和数学的有关理论和方法进 步定量的研究物理化学变化的普遍规律，对物质体系的物理及化学性质提供定量 的理论说明，教给学生使定性概念定量化的方法和技巧，训练学生通过对物质体 系某些性质的精确测定和利用测定结果推广到体系其它性质的理论方法和步骤 1通过本门课程的学习，要求学生能系统的掌握物理化学的基本原理和方法 及实验方法和技术，并初步具有分析和解决一些实际问题的能力，为进一步学习 各专业课程打下基础。 2.本课程主要包括以下四个部分的基本内容：化学热力学，化学动力学，电 化学，胶体与界面化学。通过学习，了解物理化学所研究的基本内容，学习物理 化学的研究方法，掌握物理化学的基本原理和定律，并能灵活运用。 3物理化学课理论性强，基本概念多，难度大。通过本课程的学习，进一步 培养学生独立思考，独立分析问题、解决问题的能力。了解物理化学方面的一些 新进展及与专业课的联系。进一步扩大知识面，为专业课的学习奠定良好的基础。 三、课程教学内容与教学安排 教学内容及学时安排表 章节教学内容 理论讲授 其它教学方式 学时安排门 绪论 1学时 1学时 第一章气体的pT关系 3学时 3学时 第二章热力学第一定律 12学时 12学时 第三章热力学第二定律 10学时 10学时 第四章多组分系统的热力学 6学时 6学时 第五章多相平衡 10学时 10学时
《ZJH1480630(0725)+物理化学》教学大纲 一、课程属性简介 课程编码：ZJH1480630(0725) 课程中文名称：物理化学 课程英文名称：Physical Chemistry 课程类别：专业基础教育 课程性质：核心课程 总学时/学分：88 学时/5.5 学分 讲课学时/学分：88 学时/5.5 学分 实验学时/学分： 课内实践/学分： 开课单位：理学院 适用专业：化学工程与工艺专业 适用对象：本科一本、二本、三本 预修课程：高等数学、普通物理 主撰人：张秀芳 主审人： 王克冰 制定时间：2013.06 二、课程教学目标及任务 物理化学是化学学科的一个重要分支，它是从物质的物理现象和化学现象的 联系入手，来探求化学变化基本规律的一门学科。它是化工专业的主干课程之一， 是一门必修的专业基础课程。 本课程的目的是在先行课的基础上，运用物理和数学的有关理论和方法进一 步定量的研究物理化学变化的普遍规律，对物质体系的物理及化学性质提供定量 的理论说明，教给学生使定性概念定量化的方法和技巧，训练学生通过对物质体 系某些性质的精确测定和利用测定结果推广到体系其它性质的理论方法和步骤。 1.通过本门课程的学习，要求学生能系统的掌握物理化学的基本原理和方法 及实验方法和技术，并初步具有分析和解决一些实际问题的能力，为进一步学习 各专业课程打下基础。 2.本课程主要包括以下四个部分的基本内容：化学热力学，化学动力学，电 化学，胶体与界面化学。通过学习，了解物理化学所研究的基本内容，学习物理 化学的研究方法，掌握物理化学的基本原理和定律，并能灵活运用。 3.物理化学课理论性强，基本概念多，难度大。通过本课程的学习，进一步 培养学生独立思考，独立分析问题、解决问题的能力。了解物理化学方面的一些 新进展及与专业课的联系。进一步扩大知识面，为专业课的学习奠定良好的基础。 三、课程教学内容与教学安排 教学内容及学时安排表 章节教学内容 理论讲授 其它教学方式 学时安排 绪论 1 学时 1 学时 第一章 气体的 pVT 关系 3 学时 3 学时 第二章 热力学第一定律 12 学时 12 学时 第三章 热力学第二定律 10 学时 10 学时 第四章 多组分系统的热力学 6 学时 6 学时 第五章 多相平衡 10 学时 10 学时
第六章化学平衡 6受计 6学时 第七章电化学 18学时 18学时 第八章化学动力学基础 10学时 10学时 第九章界面现象 8学时时 8学时 第十意胶体化学 4学时 4学时 总计 88学时 88学时 绪论(1学时) 一、学习目 通过介绍物理化学的新进展及应用，展示物理化学的魅力，激发学生学习物理化学的兴 趣，介绍物理化学的基本内容，知识特点，学习的方法等。绪论计划1学时。 第一章气体的pVT关系(3学时) 一、学习目的 通过本章的学习，理解理想气体的概念，然练握理想气体状态方程式及有关计算。熟 练掌握分压定律、分体积定律及有关计算。了解实际气体的液化、实际气体临界点特征，掌 握实际气体范德华状态方程及有关计算。本章计划3学时。 “、课程内容 第一节理想气体状态方程 (一)熟练掌握理想气体状态方程式及有关计算 掌握理想气体的概念，了解理想气体状态方程的由来熟练掌握理想气体状态方程式 及有关计算。 (二)理解理想气体模型概念 了解理想气体概念模型的建立及其实际意义，理解理想气体模型概念。 第二节气体定律 (一)熟练掌握气体混合物组成表示法 熟练掌握物质的量分数的概念及其计算，掌握分压和分体积概念。 (二)熟练掌握道尔顿分压定律及有关计算 (三)掌握阿马格定律及有关计算 (四)了解气体扩散定律 第三节实际气体 (一)草握实际气体的T性质，了解波义耳温度 (二)掌握临界点概念 了解实际气体的液化，实际气体临界点特征。 (三)掌握实际气体范德华状态方程及有关计算 三、重点、难点提示和教学手段 )教学重点： 理想气体状态方程式及有关计算，道尔顿分压定律及有关计算，实际气体的T性质， 实际气体范德华状态方程及有关计算。 (二)教学难点： 实际气体的pT性质，实际气体的液化，实际气体临界点特征，实际气体范德华状态 方程及有关计算
第六章 化学平衡 6 学时 6 学时 第七章 电化学 18 学时 18 学时 第八章 化学动力学基础 10 学时 10 学时 第九章 界面现象 8 学时 8 学时 第十章 胶体化学 4 学时 4 学时 总 计 88 学时 88 学时 绪论(1 学时) 一、学习目的 通过介绍物理化学的新进展及应用，展示物理化学的魅力，激发学生学习物理化学的兴 趣，介绍物理化学的基本内容，知识特点，学习的方法等。绪论计划 1 学时。 第一章 气体的 pVT 关系（3 学时） 一、学习目的 通过本章的学习，理解理想气体的概念，熟练掌握理想气体状态方程式及有关计算。熟 练掌握分压定律、分体积定律及有关计算。了解实际气体的液化、实际气体临界点特征，掌 握实际气体范德华状态方程及有关计算。本章计划 3 学时。 二、课程内容 第一节 理想气体状态方程 （一） 熟练掌握理想气体状态方程式及有关计算 掌握理想气体的概念,了解理想气体状态方程的由来。熟练掌握理想气体状态方程式 及有关计算。 （二） 理解理想气体模型概念 了解理想气体概念模型的建立及其实际意义，理解理想气体模型概念。 第二节 气体定律 （一） 熟练掌握气体混合物组成表示法 熟练掌握物质的量分数的概念及其计算，掌握分压和分体积概念。 （二）熟练掌握道尔顿分压定律及有关计算 （三）掌握阿马格定律及有关计算 （四）了解气体扩散定律 第三节 实际气体 （一）掌握实际气体的 pVT 性质，了解波义耳温度。 （二）掌握临界点概念 了解实际气体的液化，实际气体临界点特征。 （三）掌握实际气体范德华状态方程及有关计算 三、重点、难点提示和教学手段 （一）教学重点： 理想气体状态方程式及有关计算，道尔顿分压定律及有关计算，实际气体的 pVT 性质， 实际气体范德华状态方程及有关计算。 （二）教学难点： 实际气体的 pVT 性质，实际气体的液化，实际气体临界点特征，实际气体范德华状态 方程及有关计算
(三)教学手段及教学环节 P14思考题5、6P16思考题7、8P25习题3、4、8、9综合计算题1 第二章热力学第一定律(12学时) 一、学习目的 通过本章的学习，熟练掌握热力学的基本概念、热力学第一定律及数学表示、各种过程 功的计算、热的计算、热力学第一定律对理想气体的应用、热力学第一定律对化学反应的应 用一一热化学。本章计划12学时。 二、课程内容 第一节热力学的方法和局限性 (一)了解热力学的研究方法 (二)了解热力学的局限性 第二节热力学的基本概念 (一)熟练掌握系统、环境、体系的性质、状态、状态函数、过程、途径、热力学平衡 态、热力学能、热力学标准状态、热和功等基本概念。 掌握状态函数的特征。 第三节热力学第一定律 (一)熟练掌握热力学第一定律及数学表达式 第四节热力学第一定律在单纯物理变化过程中的应用 (一)熟练掌握定容过程和定压过程的热和功的计算 掌提定容热和定压热的概念 熟练掌握定容过程和定压过程热和功的计算。 熟练学握热容的概念及性质，掌握定容摩尔热容和定压摩尔热容与定容热和定压 热的关系。 (三)熟练掌握定温过程的热和功的计算 了解住耳实验。熟练堂握理想气体的热力学能和培的性质及计算，熟练誉握理想气体相 温可逆过程及恒温可逆过程体积功的计算。 (四)掌握绝热过程的热和功的计算及理想气体绝热可逆过程的过程方程式。 (五)掌握相变过程热和功的计算。 第五节热力学第一定律在化学反应过程中的应用 (一)掌握化学反应进度的概念及计算。 (二)熟练掌握反应的摩尔格变、反应的摩尔热力学能变 (三)掌握热化学方程式 (四)掌握盖斯定律及其应用 (五)熟练掌握标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的概念，熟练掌握用标准摩尔生成焓 和标准摩尔燃烧焓计算化学反应热。 (六)堂据反应热与温度的关系（基尔雷夫定律），了解不同温度下化学反应热的计算 三、重点、难点提示和教学手段 )教学重点： 熟练掌握系统、环境、体系的性质、状态、状态函数、过程、途径、热力学平衡态、热 力学能、热和功等基本概念。熟练掌握热力学第一定律及数学表达式。熟练掌握定容过程和 定压过程的热和功的计算，熟练掌握焓的定义和性质。熟练掌握热容的概念及性质。熟练掌
（三）教学手段及教学环节 以传统教学为主。 四、思考与练习 P14 思考题 5、6 P16 思考题 7、8 P25 习题 3、4、8、9 综合计算题 1 第二章 热力学第一定律（12 学时） 一、学习目的 通过本章的学习，熟练掌握热力学的基本概念、热力学第一定律及数学表示、各种过程 功的计算、热的计算、热力学第一定律对理想气体的应用、热力学第一定律对化学反应的应 用——热化学。本章计划 12 学时。 二、课程内容 第一节 热力学的方法和局限性 （一）了解热力学的研究方法 （二）了解热力学的局限性 第二节 热力学的基本概念 （一）熟练掌握系统、环境、体系的性质、状态、状态函数、过程、途径、热力学平衡 态、热力学能、热力学标准状态、热和功等基本概念。 （二）掌握状态函数的特征。 第三节 热力学第一定律 （一）熟练掌握热力学第一定律及数学表达式 第四节 热力学第一定律在单纯物理变化过程中的应用 （一）熟练掌握定容过程和定压过程的热和功的计算 掌握定容热和定压热的概念，熟练掌握定容过程和定压过程热和功的计算。 （二）熟练掌握热容的概念及性质，掌握定容摩尔热容和定压摩尔热容与定容热和定压 热的关系。 （三）熟练掌握定温过程的热和功的计算 了解焦耳实验。熟练掌握理想气体的热力学能和焓的性质及计算，熟练掌握理想气体恒 温可逆过程及恒温可逆过程体积功的计算。 （四）掌握绝热过程的热和功的计算及理想气体绝热可逆过程的过程方程式。 （五）掌握相变过程热和功的计算。 第五节 热力学第一定律在化学反应过程中的应用 （一）掌握化学反应进度的概念及计算。 （二）熟练掌握反应的摩尔焓变、反应的摩尔热力学能变 （三）掌握热化学方程式 （四）掌握盖斯定律及其应用 （五）熟练掌握标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的概念，熟练掌握用标准摩尔生成焓 和标准摩尔燃烧焓计算化学反应热。 （六）掌握反应热与温度的关系（基尔霍夫定律），了解不同温度下化学反应热的计算。 三、重点、难点提示和教学手段 （一）教学重点： 熟练掌握系统、环境、体系的性质、状态、状态函数、过程、途径、热力学平衡态、热 力学能、热和功等基本概念。熟练掌握热力学第一定律及数学表达式。熟练掌握定容过程和 定压过程的热和功的计算，熟练掌握焓的定义和性质。熟练掌握热容的概念及性质。熟练掌
握理想气体的热力学能和焓及计算，熟练掌握理想气体恒温可逆过程及恒温可逆过程体积功 的计算。掌握绝热过程的热和功的计算及理想气体绝热可逆过程的过程方程式。熟练掌握反 应的摩尔给变 尔热力学能变。掌握盖斯定律。熟练掌握标准摩尔生成烙和标准摩 尔燃烧。掌握反应热与温度的关系（基尔霍夫定律）。 (二)教学难点： 捻的定义和性质，理想气体恒温可逆过程及恒温可逆过程体积功的计算，绝热讨程的热 和功的计算及理想气体绝热可逆过程的过程方程式，应热与温度的关系（基尔霍夫定律）。 段及教 学环节 恒温可逆过程体积功的计算可采用多媒体教学手段教学。增加课堂讨论和提问，提高学 生的理解能力和计算能力。 四、思考与练习 P43习题2、5P43综合计算题1P84习题5、8、10、12、15、17、20 第三章热力学第二定律(10学时) ,学习目的 通过本章的学习，了解自发过程的共同特征，明确热力学第二定律的意义，了解从理想 气体等温可逆膨胀过程得出熵函数和克劳修斯不等式，从而理解克劳修斯不等式的重要性与 熵函数的概念。了解熵增加原理。熟练掌握不同特定条件下过程进行方向与限度的判据。熟 练掌握4S,44和4G的计算和应用。了解熵的统计意义和热力学第三定律及规定摩尔嫡 的概 本章计划10学时 、课程内容 第一节自发过程的共同特征及实质 (一)了解自发过程的概念 (二)掌握自发过程的共同特征及实质 第二节热力学第二定律 一)了解热力学第二定律的经典表述：克劳修斯说法和开尔文说法。掌握热力学第 定律的本质。 第三节熵和熵变 (一)堂握嬸变与可逆过程的热温商 了解熵概念的引出及熵的性质，掌握熵变与可逆过程的热温商 掌握熵 变与不可逆过程的热温 掌握热力学第二定律数学表达式，掌握克劳修斯不等式。 第四节嬸增加原理和嬸判据式 一)了解熵增加原理 (二)掌握熵判据式及其应用 第五节熵变的计算 (一)熟练掌握理想气体简单状态变化过程的熵变计算 (二)掌握纯液体、纯固体DVT变化过程的熵变的计算 (三)掌握混合过程熵变的计算 (四)堂提相变村程的摘变的计算 第六节热力学第三定律和规定摩尔熵 )掌握热力学第三定律 (二)了解规定摩尔熵的概念及计算 (三)熟练掌握化学反应熵变的计算
握理想气体的热力学能和焓及计算，熟练掌握理想气体恒温可逆过程及恒温可逆过程体积功 的计算。掌握绝热过程的热和功的计算及理想气体绝热可逆过程的过程方程式。熟练掌握反 应的摩尔焓变、反应的摩尔热力学能变。掌握盖斯定律。熟练掌握标准摩尔生成焓和标准摩 尔燃烧焓。掌握反应热与温度的关系（基尔霍夫定律）。 （二）教学难点： 焓的定义和性质，理想气体恒温可逆过程及恒温可逆过程体积功的计算，绝热过程的热 和功的计算及理想气体绝热可逆过程的过程方程式，应热与温度的关系（基尔霍夫定律）。 （三）教学手段及教学环节 恒温可逆过程体积功的计算可采用多媒体教学手段教学。增加课堂讨论和提问，提高学 生的理解能力和计算能力。 四、思考与练习 P43 习题 2、5 P43 综合计算题 1 P84 习题 5、8、10、12、15、17、20 第三章 热力学第二定律（10 学时） 一、学习目的 通过本章的学习，了解自发过程的共同特征，明确热力学第二定律的意义，了解从理想 气体等温可逆膨胀过程得出熵函数和克劳修斯不等式，从而理解克劳修斯不等式的重要性与 熵函数的概念。了解熵增加原理。熟练掌握不同特定条件下过程进行方向与限度的判据。熟 练掌握△S、△A 和△G 的计算和应用。了解熵的统计意义和热力学第三定律及规定摩尔熵 的概念。本章计划 10 学时。 二、课程内容 第一节 自发过程的共同特征及实质 （一）了解自发过程的概念 （二）掌握自发过程的共同特征及实质 第二节 热力学第二定律 （一）了解热力学第二定律的经典表述：克劳修斯说法和开尔文说法。掌握热力学第二 定律的本质。 第三节 熵和熵变 （一） 掌握熵变与可逆过程的热温商 了解熵概念的引出及熵的性质，掌握熵变与可逆过程的热温商。 （二）掌握熵变与不可逆过程的热温商 掌握热力学第二定律数学表达式，掌握克劳修斯不等式。 第四节 熵增加原理和熵判据式 （一）了解熵增加原理 （二）掌握熵判据式及其应用 第五节 熵变的计算 （一）熟练掌握理想气体简单状态变化过程的熵变计算 （二）掌握纯液体、纯固体 pVT 变化过程的熵变的计算 （三）掌握混合过程熵变的计算 （四）掌握相变过程的熵变的计算 第六节 热力学第三定律和规定摩尔熵 （一）掌握热力学第三定律 （二）了解规定摩尔熵的概念及计算 （三）熟练掌握化学反应熵变的计算
第七节亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 一)掌握亥姆霍兹自由能及亥姆霍兹自由能判 吉布斯自由能及吉布斯自由能判据 (一)掌握热力学状态函数间的关系 (二)掌握吉布斯关系式 (三)掌握吉布斯自由能随压力、温度的变化关系 第九节△A和△G的 (一)熟练掌握由定义式计算△A和△G (二)熟练掌握理想气体定温过程的△A和△G的计算 (三)掌握纯液体、纯固体定温过程△A和△G的计算 (四)掌捏相变过程△G的计算 三、重点、难点提示和教学手段 )教学重点 掌握热力学第二定律的意义及数学表达式，熟练掌握不同特定条件下过程进行方向与限 度的判据。熟练掌握△S、△4和△G的计算和应用。 (一)均党准占. 自发过程的共同特征及实质，热力学第二定伸及数学表达式，熵变与可逆过程的热温商 嫡变与不可逆过程的 温商 ,熵增加原理和熵判据式，△S、△A和△G的计算和应用 (三)教学手段及教学环节 以传统教学为主，多媒体教学为辅。增加课堂讨论和提问，提高学生的计算能力。 四、思考与练习 P115习题3、5、7、10、12、23、24、27 PI18综合计算题1、2 第四章多组分体系的热力学(6学时) “、学习目的 桶时本章的学习，理解偏摩尔量和化学热的概念及物理意义，掌握偏摩尔量的集合公式 和布斯 任安姆方程。熟练掌握拉乌尔定律和亨利定律及其应用。熟练掌握理想溶液及 其通性，理想溶液与稀溶液的区别。掌握理想溶液、稀溶液中各组分化学势的表达式，掌 稀溶液的依数性。本章计划6学时。 、课程内容 第一节多组分体系中组成的表示法、组分的偏摩尔量与化学势 (一)掌握多组分体系中组成的表示法：质量分数、物质的量分数、质量摩尔浓度、物质 的量浓度等 (二)熟练掌握偏摩尔量的概念、性质等，掌握偏摩尔量的集合公式、吉布斯一一杜亥姆 方程。 (三)熟练掌据化学势的定义、化学势判据。掌握化学势在相变过程和化学反应过程中的 应用 第二节气体组分的化学势 一)掌握纯理想气体的化学势的表示 二)掌握混合理想气体的化学势的表示 第三节溶液中各组分的化学势 (一)熟练掌握拉乌尔定律、亨利定律及应用
第七节 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 （一）掌握亥姆霍兹自由能及亥姆霍兹自由能判据 （二）熟练掌握吉布斯自由能及吉布斯自由能判据 第八节 热力学基本方程 （一）掌握热力学状态函数间的关系 （二）掌握吉布斯关系式 （三）掌握吉布斯自由能随压力、温度的变化关系 第九节 △A 和△G 的计算 （一）熟练掌握由定义式计算△A 和△G （二）熟练掌握理想气体定温过程的△A 和△G 的计算 （三）掌握纯液体、纯固体定温过程△A 和△G 的计算 （四）掌握相变过程△G 的计算 三、重点、难点提示和教学手段 （一）教学重点： 掌握热力学第二定律的意义及数学表达式，熟练掌握不同特定条件下过程进行方向与限 度的判据。熟练掌握△S、△A 和△G 的计算和应用。 （二）教学难点： 自发过程的共同特征及实质，热力学第二定律及数学表达式，熵变与可逆过程的热温商， 熵变与不可逆过程的热温商，熵增加原理和熵判据式，△S、△A 和△G 的计算和应用。 （三）教学手段及教学环节 以传统教学为主，多媒体教学为辅。增加课堂讨论和提问，提高学生的计算能力。 四、思考与练习 P115 习题 3、5、7、10、12、23、24、27 P118 综合计算题 1、2 第四章 多组分体系的热力学（6 学时） 一、学习目的 通过本章的学习，理解偏摩尔量和化学势的概念及物理意义，掌握偏摩尔量的集合公式 和吉布斯——杜亥姆方程。熟练掌握拉乌尔定律和亨利定律及其应用。熟练掌握理想溶液及 其通性，理想溶液与稀溶液的区别。掌握理想溶液、稀溶液中各组分化学势的表达式，掌握 稀溶液的依数性。本章计划 6 学时。 二、课程内容 第一节 多组分体系中组成的表示法、组分的偏摩尔量与化学势 （一）掌握多组分体系中组成的表示法：质量分数、物质的量分数、质量摩尔浓度、物质 的量浓度等。 （二）熟练掌握偏摩尔量的概念、性质等，掌握偏摩尔量的集合公式、吉布斯——杜亥姆 方程。 （三）熟练掌握化学势的定义、化学势判据。掌握化学势在相变过程和化学反应过程中的 应用。 第二节 气体组分的化学势 （一）掌握纯理想气体的化学势的表示 （二）掌握混合理想气体的化学势的表示 第三节 溶液中各组分的化学势 （一）熟练掌握拉乌尔定律、亨利定律及应用