《物理化学1》教学大纲 课程名称：物理化学1 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：40/32.5 其中实验/实战学时：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：1-14周，周三下午5-7节 授课地点：7B-311 授课对象：2019级应用化学卓越计划1、2班，2019级应化1班（化能杨班） 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/特聘剧散授 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》上册，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的热力学部分，具体包括：理想气 体状态方程、热力学三大定律及多组分系统热力学。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
《物理化学 1》教学大纲 课程名称：物理化学 1 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：40/3/2.5 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：1-14 周，周三下午 5-7 节 授课地点：7B-311 授课对象：2019 级应用化学卓越计划 1、2 班， 2019 级应化 1 班（化能杨班） 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/特聘副教授 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》上册，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的热力学部分，具体包括：理想气 体状态方程、热力学三大定律及多组分系统热力学。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 论间逻辑关系。掌握热力学三大定律在相平衡， 11掌握数学、自然科学、工程基 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 化学平衡，电化学平衡，界面现象等领域的应用 础知识 知识，能够用于解决复杂工程问题 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。 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 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 中各种热力学参数的变化及化学反应方向的判 种方案，并通过分析文献选择和判 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 断。掌握从实验结果出发进行归纳和演绎的一般 断可替代的解决方案 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 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 根据物理化学基本原理和规律合理设计和分析实 系统，能够在设计环节体现创新意 需求的系统、功能单元，并体现人文知识，考虑社会、健康、 际化工问题，揭示日常生活中所蕴含的物理化学 识，遵循化学体系和工程化系统开 安全、法律法规、工程伦理等因素。 知识。 发的基本要求
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 62在化学实验设计中具备综合考 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 了解物理化学基本原理基本定律对实际化工问题 虑多种制约因素的意识，能够合理 践和相关工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律法规以 的综合制约和影响关系，具备应对工程问题的综 分析和评价工程实践与相关因素 及工程伦理的影响，并理解应承担的社会责任 合应用能力。 间的关系 理论散学进程表 教学模式 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） 支撑课程 散学方法 作业安排 (线上/线下) 目标 课程思政作 重点：介绍物理化学的定义、研究内容及物理化 业：通过文 学中物理量的具体表示方法，并针对物理化学这 献检索或网 门的学习给出建议：理想气体微观模型：理想气 络资源查 体混合物概念介绍：道尔顿分压定律：阿马加分 找，每人须 绪论，理想 体积定律。 线上讲授与 完成不少于 1,2 气体状态 苗荣荣 6 难点：理想气体模型，道尔顿分压定律及阿马加 线上教学 翻转课堂讨 1500字关 目标一 方程 分体积定律的运用。 论 于物理化学 课程思政融入点：介绍物理化学课程的演变过程 课程与生 及热力学领域历代伟人的巨大贡献。通过理想气 活、科研及 体状态方程的发现历史以及中国著名化学家的故 或其他学科 事，培养学习学习化学兴趣，增强学生爱国热情 之间的联 和投身化学科学创新事业的理想： 系
目标 4 了解物理化学基本原理基本定律对实际化工问题 的综合制约和影响关系，具备应对工程问题的综 合应用能力。 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 1，2 绪论，理想 气体状态 方程 苗荣荣 6 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，并针对物理化学这 门的学习给出建议；理想气体微观模型；理想气 体混合物概念介绍；道尔顿分压定律；阿马加分 体积定律。 难点：理想气体模型，道尔顿分压定律及阿马加 分体积定律的运用。 课程思政融入点：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。通过理想气 体状态方程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； 线上教学 线 上 讲 授 与 翻转课堂 讨 论 课程思政作 业：通过文 献检索或网 络资源查 找，每人须 完成不少于 1500 字关 于物理化学 课程与生 活、科研及 或其他学科 之间的联 系。 目标一
课后作业： 气体PVT 的计算： 真实气体 讨论：饱和 状态方程， 蒸气压随温 重点：真实气体与理想气体的区别：真实气体的 对应状态 度变化从微 液化及P.Vm图：饱和蒸气压及临界参数：范德华 原理及普 观上的理 3 苗荣荣 3 方程（修正项法），对应状态原理及普遍化压缩 线上教学 线上讲授 目标一 遍化压缩 解 因子图。热力学基本概念介绍。 因子图：热 力学基本 难点：真实气体液化过程、临界参数理解： 课后作业： 概念介绍 课后习题 重点：热力学第一定律的数学表达式及物理意义： 焦耳实验：恒容热、恒压热定义及数学表达式： 热力学第 Q=△U与Q,=△H关系式的意义：摩尔定容热容 一定律、恒 课后作业： 4 苗荣荣 3 Cm、摩尔定压热容Cm定义，数学表达式及物 线上教学 线上讲授 目标二 容热、恒压 理意义：Cv,m与Cpm的关系：Cm(Cpm)随温度 课后习题 热 的变化：平均摩尔热容。 难点：热力学第一定律的运用、摩尔热容理解 相变焓及 苗荣荣 6 重点：摩尔相变焓及其随温度的变化：反应进度： 线上教学 线上讲授及 讨论：总结 5,6 目标二 化学反应 摩尔反应焓、标准摩尔反应焓及Q,m与Qpm的关 翻转课堂讨 和梳理热力
课后作业： 气 体 PVT 的计算； 3 真实气体 状态方程， 对应状态 原理及普 遍化压缩 因子图；热 力学基本 概念介绍 苗荣荣 3 重点：真实气体与理想气体的区别；真实气体的 液化及 P-Vm图；饱和蒸气压及临界参数；范德华 方程（修正项法），对应状态原理及普遍化压缩 因子图。热力学基本概念介绍。 难点：真实气体液化过程、临界参数理解； 线上教学 线上讲授 讨论：饱和 蒸气压随温 度变化从微 观上的理 解； 课后作业： 课后习题 目标一 4 热力学第 一定律、恒 容热、恒压 热 苗荣荣 3 重点：热力学第一定律的数学表达式及物理意义； 焦耳实验；恒容热、恒压热定义及数学表达式； Qv=ΔU 与 Qp=ΔH 关系式的意义；摩尔定容热容 Cv,m、摩尔定压热容 Cp,m 定义，数学表达式及物 理意义；Cv,m与 Cp,m的关系；Cv,m（Cp,m）随温度 的变化；平均摩尔热容。 难点：热力学第一定律的运用、摩尔热容理解 线上教学 线上讲授 课后作业： 课后习题 目标二 5，6 相变焓及 化学反应 苗荣荣 6 重点：摩尔相变焓及其随温度的变化；反应进度； 摩尔反应焓、标准摩尔反应焓及 Qv,m与 Qp,m的关 线上教学 线 上 讲 授 及 翻转课堂 讨 讨论：总结 和梳理热力 目标二
焓：可逆过 系：标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓定义物理 论 学第一定律 程与可逆 意义：基尔霍夫定律：反应过程热计算举例：可 知识点的逻 体积功，节 逆过程定义及物理意义：可逆体积功的计算：焦 辑关系：以 流膨胀与 耳-汤姆逊实验内容：节流膨胀的热力学特征： 翻转课堂形 焦耳汤姆 难点：基尔霍夫定律，可逆过程理解及热力学计 式展示。 逊实验 算，节流膨胀 课后作业： 化学反应焓 变及可逆体 积功的求算 利用优学院平台（选择题、填空题）及线下试卷 随堂测验 线上（线上链 苗荣荣 (计算题)形式对已讲授内容进行测验；并对出 讲授 及答疑 接见备注) 错事高的试题进行线下讲解。 重点：自发过程定义：热功转换：热力学第二定 律表达式及内容：卡诺循环：卡诺定理：熵的引 热力学第 入：克劳修斯不等式：熵增原理：单纯PT变化 二定律、熵 过程熵变的计算：相变过程熵变的计算：环境熵 课后作业： 与熵变的 各类过程熵 7.9 苗荣荣 9 变计算：热力学第三定律表达式及内容：规定熵 线下教学 课堂讲授 目标三 计算：热力 与标准熵：标准摩尔反应熵： 变的求算及 学第三定 方向判断 难点：卡诺循环：各类过程熵变的计算： 律 课程思政融入点：通过深入理解箱增原理，引导 学生对抗自身的情性，消除体系不确定性，引入
焓；可逆过 程与可逆 体积功，节 流膨胀与 焦耳-汤姆 逊实验 系；标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓定义物理 意义；基尔霍夫定律；反应过程热计算举例；可 逆过程定义及物理意义；可逆体积功的计算；焦 耳-汤姆逊实验内容；节流膨胀的热力学特征； 难点：基尔霍夫定律，可逆过程理解及热力学计 算，节流膨胀 论 学第一定律 知识点的逻 辑关系；以 翻转课堂形 式展示。 课后作业： 化学反应焓 变及可逆体 积功的求算 随 堂测验 及答疑 苗荣荣 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。 线上（线上链 接见备注） 讲授 7-9 热力学第 二定律、熵 与熵变的 计算；热力 学第三定 律 苗荣荣 9 重点：自发过程定义；热功转换；热力学第二定 律表达式及内容；卡诺循环；卡诺定理；熵的引 入；克劳修斯不等式；熵增原理；单纯 PVT 变化 过程熵变的计算；相变过程熵变的计算；环境熵 变计算；热力学第三定律表达式及内容；规定熵 与标准熵；标准摩尔反应熵； 难点：卡诺循环；各类过程熵变的计算； 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 线下教学 课堂讲授 课后作业： 各类过程熵 变的求算及 方向判断 目标三