《物理化学》课程教学大纲 Physical Chemistry（Ⅰ）

《KZT1423040物理化学A》教学大纲 一、课程属性简介 课程编码：KZT1423040 课程中文名称：物理化学 课程英文名称 Physic Chemistry 课程类别：学科基础教育 课程性质：跨学科拓展课 讲课学时学分：64学时4学分 总学时/学分：64学时4学分 实验学时学分： 课内实践学分： 开课单位：食品工程学院 适用专业：食品工程，食品安全 适用对象：本科一本，二本、三本（蒙 预修课程：高等数学、普通物理 汉) 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。随着农业科学的迅猛发展，物 理化学己经渗透到农业科研与生产之中，并越来越发挥着重要作用。因此，物理 化学课现己成为高等农业院校一些专业（食品工程、生物工程等）的一门必修基 础课。 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，木概令多，难谚大。通过本课程的学习，讲一步 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 些 新进展及与专业课的联系。进一步扩大知识面，为后续课的学习奠定良好的基础。 三、课程教学内容与教学安排 数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 第一章热力学第一定律 学时 8学时 第二章热力学第二定律 10学时 10学时

《KZT1423040 物理化学 A》教学大纲 一、课程属性简介 课程编码：KZT1423040 课程中文名称：物理化学 课程英文名称：Physical Chemistry 课程类别：学科基础教育 课程性质：跨学科拓展课 总学时/学分：64 学时/4 学分 讲课学时/学分：64 学时/4 学分 实验学时/学分： 课内实践/学分： 开课单位：食品工程学院 适用专业：食品工程，食品安全 适用对象：本科一本、二本、三本（蒙 汉） 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。随着农业科学的迅猛发展，物 理化学已经渗透到农业科研与生产之中，并越来越发挥着重要作用。因此，物理 化学课现已成为高等农业院校一些专业（食品工程、生物工程等）的一门必修基 础课。 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，为后续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 热力学第一定律 8 学时 8 学时 第二章 热力学第二定律 10 学时 10 学时

第三音多组分系统的热力学6学时 6学时 第四章多相平衡 8学时 8学时 第五章化学平衡 5学时 5字时 第六章申化学 8学时 8学时 第十资化学动力学基础 学时 8学时 第八章界面现象 6学刷 6学时 第九章胶体化学 4学时 4字的 总计 64学时 64学时 绪论(1学时) 一、学习目的 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， 介绍物理化学学习的方法。介绍物理化学的基本内容，知识特点等。绪论计划1学时。 第一章热力学第一定律及应用(8学时) 一、学习目的 通过本章的学习，掌握热力学的基本概念、热力学第一定律及数学表示、功的计算、热 的计算、热力学第 定律对理想气体的应用、热力学 一定律对化学反应的应用 热化学 本章计划8 二、课程内容 第一节基本概念 (一)掌握系统、环境、状态函数、热力学平衡态、热力学能、热、功、过程和途径等 热力学基本概念， 性质及特 第 节热力学第 定律 (一)了解热力学第一定律的表述 (二)掌握封闭体系热力学第一定律的数学表达式 第三节热容 (一)掌握热容的定义，掌握定容摩尔热容和定压摩尔热容。 (二)掌握热容的性质 (三)熟练掌握C,C,与△八、△H的关系 第四节理想气体的热力学能和焓 (一)了解焦耳实验，掌握理想气体的热力学能和焓只是温度的函数。 (二)熟练掌握理想气体热力学能变和培变的计算 (三)熟练掌握理想气体C,C,的关系及数值 第五节相变热 (一)掌握相、相变、相变热的概念，掌握正常相变和非正常相变 (二)掌握相变焓（热）的计算，了解非正常相变热的计算， 第六节可逆过程与可逆体积功的计算 (一)掌握几种过程的体积功的计算（理想气体自由膨胀、恒外压过程体积功的计算） (二)掌握可逆过程的概念及特点 熟练掌握等温可逆过程体积功的计算 (三)掌握理想气体绝热可逆过程及体积功的计算

第三章 多组分系统的热力学 6 学时 6 学时 第四章 多相平衡 8 学时 8 学时 第五章 化学平衡 5 学时 5 学时 第六章 电化学 8 学时 8 学时 第七章 化学动力学基础 8 学时 8 学时 第八章 界面现象 6 学时 6 学时 第九章 胶体化学 4 学时 4 学时 总 计 64 学时 64 学时 绪论（1 学时） 一、学习目的 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， 介绍物理化学学习的方法。介绍物理化学的基本内容，知识特点等。绪论计划 1 学时。 第一章 热力学第一定律及应用（8 学时） 一、学习目的 通过本章的学习，掌握热力学的基本概念、热力学第一定律及数学表示、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 8 学时。 二、课程内容 第一节 基本概念 （一）掌握系统、环境、状态函数、热力学平衡态、热力学能、热、功、过程和途径等 热力学基本概念，性质及特点。 第二节 热力学第一定律 （一）了解热力学第一定律的表述 （二）掌握封闭体系热力学第一定律的数学表达式。 第三节 热容 （一）掌握热容的定义 ，掌握定容摩尔热容和定压摩尔热容。 （二）掌握热容的性质 （三）熟练掌握 Cv,Cp 与△U、△H 的关系 第四节 理想气体的热力学能和焓 （一）了解焦耳实验，掌握理想气体的热力学能和焓只是温度的函数。 （二）熟练掌握理想气体热力学能变和焓变的计算 （三）熟练掌握理想气体 Cv,Cp 的关系及数值 第五节 相变热 （一）掌握相、相变、相变热的概念，掌握正常相变和非正常相变。 （二）掌握相变焓（热）的计算，了解非正常相变热的计算， 第六节 可逆过程与可逆体积功的计算 （一）掌握几种过程的体积功的计算（理想气体自由膨胀、恒外压过程体积功的计算）。 （二）掌握可逆过程的概念及特点，熟练掌握等温可逆过程体积功的计算。 （三）掌握理想气体绝热可逆过程及体积功的计算

第七节化学反应的热效应 (一)掌握化学反应进度的概念及计算 (二)了解化学反应的热效应 ,掌握等容反应热和等压反应热 )掌握热化学方程式 (四)熟练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及用其计算化学反应的热效应。 (六)了解反应热与温度的关系 一基尔霍夫定律 、重占、难占提示和教学手段 (一)教学重点 理想气体恒压、恒外压、恒温可逆、恒容可逆、绝热、绝热可逆过程中Q、W、△从 △H的计算，理想气体绝热可逆过程方程式的使用。化学反应热效应的计算。 (二)教学难点 逆过程的概念与可逆体积功的计算，理想气体绝热可逆过程，非正常相变（热）的 计算 (三)教学手段及教学环节 可逆过程的概念与可逆体积功的计算的讲解可采用多媒体教学，形象直观，使同学可以 更好的理解可逆过程的概念。 第二章热力学第二定律(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，了解热力学第二定律的经典表述，重点 掌捉热力学第二定律的数学式(C1 ausius不等式)（难点），熵增加原理和利用孤立体系的熵 变作为过程方向的判据（难点）。熟练掌握理想气体的P,V、T变化过程中熵变的计算和理 想气体绝热过程中嫡变的计算（难点），掌握液体混合及理想气体混合过程中熵变的计算 掌握相变化（可逆相变和不可逆相变）熵变的计算。掌握环境嫡变的计算。熟练掌握化学反 应的熵变计算。熟练掌握利用亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能判断过程的方向。掌握封闭体 系的热力学基本方程式。掌握理想气体恒温变化过程△A和△G的计算，掌握纯液体，纯固 体恒温过程△G的计算。掌握相变化（可逆相变化和不可逆相变）过程△G的计算。本章计 划10学时 、课程内容 第一节自发过程的共同特征 (一)了解自发过程的特点及共同特征 第二节热力学第二定律的表述 (一)了解热力学第二定律的几种表述方式一克劳修斯说法和开尔文说法。 第三节熵函数 (一)了解熵函数的引出 (二)掌握痛函数的定义、性质 第四节热力学第二定律数学表达式和熵判据 (一)掌握热力学第二定律数学表达式 )掌握痛增加原理及熵判携 第五节熵变的计算 (一)熟练掌握理想气体各种过程熵变的计算 (二)掌握纯液体、固体熵变的计算

第七节 化学反应的热效应 （一）掌握化学反应进度的概念及计算 （二）了解化学反应的热效应，掌握等容反应热和等压反应热。 （三）掌握热化学方程式 （四）熟练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及用其计算化学反应的热效应。 （六）了解反应热与温度的关系——基尔霍夫定律 三、重点、难点提示和教学手段 （一）教学重点： 理想气体恒压、恒外压、恒温可逆、恒容可逆、绝热、绝热可逆过程中 Q、W、△U、 △H 的计算，理想气体绝热可逆过程方程式的使用。化学反应热效应的计算。 （二）教学难点 可逆过程的概念与可逆体积功的计算，理想气体绝热可逆过程，非正常相变焓（热）的 计算。 （三）教学手段及教学环节 可逆过程的概念与可逆体积功的计算的讲解可采用多媒体教学，形象直观，使同学可以 更好的理解可逆过程的概念。 第二章 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，了解热力学第二定律的经典表述，重点 掌握热力学第二定律的数学式（Clausius 不等式）（难点），熵增加原理和利用孤立体系的熵 变作为过程方向的判据（难点）。熟练掌握理想气体的 p、V、T 变化过程中熵变的计算和理 想气体绝热过程中熵变的计算（难点），掌握液体混合及理想气体混合过程中熵变的计算。 掌握相变化（可逆相变和不可逆相变）熵变的计算。掌握环境熵变的计算。熟练掌握化学反 应的熵变计算。熟练掌握利用亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能判断过程的方向。掌握封闭体 系的热力学基本方程式。掌握理想气体恒温变化过程△A 和△G 的计算，掌握纯液体，纯固 体恒温过程△G 的计算。掌握相变化（可逆相变化和不可逆相变）过程△G 的计算。本章计 划 10 学时。 二、课程内容 第一节 自发过程的共同特征 （一）了解自发过程的特点及共同特征 第二节 热力学第二定律的表述 （一）了解热力学第二定律的几种表述方式——克劳修斯说法和开尔文说法。 第三节 熵函数 （一）了解熵函数的引出 （二）掌握熵函数的定义、性质 第四节 热力学第二定律数学表达式和熵判据 （一）掌握热力学第二定律数学表达式 （二）掌握熵增加原理及熵判据 第五节 熵变的计算 （一）熟练掌握理想气体各种过程熵变的计算 （二）掌握纯液体、固体熵变的计算

(三)掌握混合过程熵变的计算：理想气体在相同温度下混合过程熵变的计算、不同温 度液体混合过程熵变的计算 (四) 变过程熵变的汁 第六节热力学第三定律和物质的标准摩尔熵 (一)了解热力学第三定律 (二)掌握物质的标准摩尔熵 (三)掌握化学反应的熵变的计 第七节亥姆霍兹自 由能和 布斯自由能 一)掌握姆霍兹自由能和吉布斯自由能的定义 (二)熟练掌握利用亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能判断过程的方向 (三)掌握热力学状态函数之间的基本关系式 第八节亥姆霍兹自由能变和吉布斯自由能变的计算 )掌握由定义式计算△4 (二)掌握理想气体恒温过程△4、△G 的计算 (三)掌握纯固体、纯液体恒温过程△A、△G的计算 (四)相变过程△G的计算 (五)熟练掌握化学反应的G的计 (六)了解△G随温度和压力变化的关系 三、重点、 难点提 示和教学手段 一)教学重点： 热力学第二定律的数学式(Clausius不等式)（难点），熵增加原理和利用孤立体系的熵 变作为过程方向的判据（难点）。理想气体的P、V、T变化过程中熵变的计算和理想气体绝 热程中弯的计算（占）。液体混合及理相气体混合程中弯的计算。相变化（可逆 相变和不可逆相变)熵变的计算。化学反应的嫡变 用亥姆霍兹自由能和吉布斯自由 能判断过程的方向。理想气体恒温变化过程△4和△G的计算，纯液体，纯固体恒温过程△C 的计算。相变化（可逆相变化和不可逆相变）过程△G的计算。 (二)数学难与： 热力学第一定律的数学式(Cuss不等式)，熵增加原理和利用孤立体系的篇变作为 过程方向的判据。理想气体的P、V、T变化过程中熵变的计算和理想气体绝热过程中嫡变 的计算。相变化（可逆相变化和不可逆相变）过程△G的计算 (三)教学手段及教学环节 增加课堂讨论和提问，提高学生的计算能力。 第三章多组分系统的热力学(6学时) 、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。 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。本章计划6学时。 、课程内容 第一节偏摩尔量 (一)掌握偏摩尔量的定义及性质。 (二)掌握偏摩尔量的集合公式 第二节化学势

（三）掌握混合过程熵变的计算：理想气体在相同温度下混合过程熵变的计算、不同温 度液体混合过程熵变的计算。 （四）掌握相变过程熵变的计算 第六节 热力学第三定律和物质的标准摩尔熵 （一）了解热力学第三定律 （二）掌握物质的标准摩尔熵 （三）掌握化学反应的熵变的计算 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和吉布斯自由能的定义 （二）熟练掌握利用亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能判断过程的方向 （三）掌握热力学状态函数之间的基本关系式 第八节 亥姆霍兹自由能变和吉布斯自由能变的计算 （一）掌握由定义式计算△A、△G （二）掌握理想气体恒温过程 △A、△G 的计算 （三）掌握纯固体、纯液体恒温过程△A、△G 的计算 （四）相变过程△G 的计算 （五）熟练掌握化学反应的 rGm 的计算 （六）了解△G 随温度和压力变化的关系 三、重点、难点提示和教学手段 （一）教学重点： 热力学第二定律的数学式（Clausius 不等式）（难点），熵增加原理和利用孤立体系的熵 变作为过程方向的判据（难点）。理想气体的 p、V、T 变化过程中熵变的计算和理想气体绝 热过程中熵变的计算（难点）。液体混合及理想气体混合过程中熵变的计算。相变化（可逆 相变和不可逆相变）熵变的计算。化学反应的熵变计算。利用亥姆霍兹自由能和吉布斯自由 能判断过程的方向。理想气体恒温变化过程△A 和△G 的计算，纯液体，纯固体恒温过程△G 的计算。相变化（可逆相变化和不可逆相变）过程△G 的计算。 （二）教学难点： 热力学第二定律的数学式（Clausius 不等式），熵增加原理和利用孤立体系的熵变作为 过程方向的判据。理想气体的 p、V、T 变化过程中熵变的计算和理想气体绝热过程中熵变 的计算。相变化（可逆相变化和不可逆相变）过程△G 的计算。 （三）教学手段及教学环节 增加课堂讨论和提问，提高学生的计算能力。 第三章 多组分系统的热力学（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。 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。本章计划 6 学时。 二、课程内容 第一节 偏摩尔量 （一）掌握偏摩尔量的定义及性质。 （二）掌握偏摩尔量的集合公式 第二节 化学势

(一)堂握化学势的定义 (二)掌握化学势判据在相变和化学反应中的应用 第三节气体组分的化学势 )掌握纯组分理想 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 第四节溶液中各组分的化学势 (一)堂据拉乌尔定律、立利定律及其应田 (二) 熟练掌握理想溶液及其通性 ,掌握理想的稀溶液概念。 了解理想溶液中各组分的化学势的表示 (四)了解稀溶液中各组分的化学势的表示 三、重点、难点提示和教学手段 (一)数学重点： 中客学纳化学势的定义及化学纷的应用理想溶液的定文及适性理组溶波。稻溶沙 表示 (二)教学难点 偏摩尔量与化学势的定义，化学势判据及应用，理想溶液、稀溶液中各组分化学势的表 达式。 (二)数学手段及数学环节 以传统教学为主 第四章多相平衡系统的热力学(8学时) 、学习目的 通过木章学习，掌据相律及其应用，克拉贝龙一克劳修斯方程，掌据理想溶液蒸汽压 组成图（难点），掌握非理想溶液蒸汽压一组成图。掌握理想溶液沸点一组成图（难点），学 握杠杆规则和精馏原理，掌握二元实际溶液沸点 组成图， 了解最高（低）恒沸点、恒沸组 成、恒沸混合物等概念。掌探具有简单低共熔混合物的相图和二元水盐体系相图（难点）。 本章计划8学时。 第一节相律 (一)熟练堂握相、相数、组分数、自由度竿几个基本概今 (二)熟练掌握相律的表达式及其应用 第二节单组分体系的相图及其应用 (一)了解克拉贝龙方程、掌握克拉贝龙一克劳修斯方程及其应用 (二)了解水的相图 第三节超临界流体及其应用 (一)了解超临界流体概念及其超临界流体的物理特性 (二)了解超临界流体的应用 第四节 二组分体系的相图及其应用 (一)熟练掌握理想溶液蒸汽压一组成图和理想溶液沸点一组成图 (二)掌掘二元实际溶液沸点一组成图，了解最高（低）恒沸点、恒沸组成、恒沸混合 物等概念。 (三)掌握具有简单低共熔混合物的相图和二元水盐体系相图（难点》 三、重点、难点提示和教学手段 (一)教学重点： 重点掌握偏摩尔量与化学势的定义及化学势的应用，掌握相律及其应用，克拉贝龙一克

（一）掌握化学势的定义 （二）掌握化学势判据在相变和化学反应中的应用 第三节 气体组分的化学势 （一）掌握纯组分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 第四节 溶液中各组分的化学势 （一） 掌握拉乌尔定律、亨利定律及其应用 （二） 熟练掌握理想溶液及其通性，掌握理想的稀溶液概念。 （三）了解理想溶液中各组分的化学势的表示 （四）了解稀溶液中各组分的化学势的表示 三、重点、难点提示和教学手段 （一）教学重点： 偏摩尔量与化学势的定义及化学势的应用，理想溶液的定义及通性。理想溶液、稀溶液 中各组分化学势的表示。 （二）教学难点： 偏摩尔量与化学势的定义，化学势判据及应用，理想溶液、稀溶液中各组分化学势的表 达式。 （三）教学手段及教学环节 以传统教学为主。 第四章 多相平衡系统的热力学（8 学时） 一、学习目的 通过本章学习，掌握相律及其应用，克拉贝龙－克劳修斯方程，掌握理想溶液蒸汽压－ 组成图（难点），掌握非理想溶液蒸汽压－组成图。掌握理想溶液沸点－组成图（难点），掌 握杠杆规则和精馏原理，掌握二元实际溶液沸点－组成图，了解最高（低）恒沸点、恒沸组 成、恒沸混合物等概念。掌握具有简单低共熔混合物的相图和二元水盐体系相图（难点）。 本章计划 8 学时。 第一节 相律 （一）熟练掌握相、相数、组分数、自由度等几个基本概念 （二）熟练掌握相律的表达式及其应用 第二节 单组分体系的相图及其应用 （一）了解克拉贝龙方程、掌握克拉贝龙－克劳修斯方程及其应用。 （二）了解水的相图 第三节 超临界流体及其应用 （一）了解超临界流体概念及其超临界流体的物理特性 （二）了解超临界流体的应用 第四节 二组分体系的相图及其应用 （一）熟练掌握理想溶液蒸汽压－组成图和理想溶液沸点－组成图 （二）掌握二元实际溶液沸点－组成图，了解最高（低）恒沸点、恒沸组成、恒沸混合 物等概念。 （三）掌握具有简单低共熔混合物的相图和二元水盐体系相图（难点） 三、重点、难点提示和教学手段 （一）教学重点： 重点掌握偏摩尔量与化学势的定义及化学势的应用，掌握相律及其应用，克拉贝龙－克