《物理化学A》课程教学大纲课程代码：0425A002-0425A003课程名称：物理化学A/PhysicalChemistryA开课学期：3、4学分/学时：5/80（理论：72，研讨：6，习题：2）课程类别：必修课/学科专业基础课适用专业/开课对象：化学工程与工艺/二年级本科生先修课程／后修课程：高等数学，大学物理，无机及分析化学，有机化学/化工原理，化工热力学开课单位：生物与化学工程学院团队负责人：张立庆审核人：姜华昌执笔人：张立庆审批人：吕鹏一、课程简介本课程是研究化学变化、相变化及其有关的物理变化的基本原理，主要是平衡的规律和变化速率的规律。通过该课程学习，使学生系统地掌握化学工程应用所需的物理化学理论，明确物理化学的重要概念及基本原理，同时掌握物理化学的基本计算方法。本课程通过科学理论的讲授，使学生能掌握物理化学的研究方法，能够综合运用所学理论分析解决实际化工问题，具有严谨认真、实事求是的科学态度。通过本课程教学，学生应达到下列教学目标：①比较牢固地掌握物理化学基础理论知识，使学生明确物理化学的重要概念及基本原理，同时掌握物理化学的基本计算方法：②比较牢固地掌握物理化学的理论研究方法：③应进一步得到一般科学方法的训练，增强分析和解决物理化学问题的能力：④具备根据具体条件应用物理化学理论解决实际问题的一般科学方法。本课程主要介绍化学热力学、相平衡、化学动力学、电化学、界面现象、统计热力学、胶体化学等物理化学的原理及在化学工程应用中应该注意的问题。本课程重点支持以下毕业要求指标点：1.课程教学目标课程目标1.能够掌握化学热力学的基本知识，并能运用化学热力学知识对化学工程中所涉及的化学反应进行热力学分析与计算；掌握化学动力学的基本知识与基本原理，并能运用化学动力学知识解决化工过程中出现的反应速率与反应机理等问题。具有通过化学平衡、相平衡、电化学、界面现象、化学动力学、胶体化学等物理化学知识分析化工专业相关复杂工程问题的能力。课程目标2.能够掌握热力学第一定律与热力学第二定律，能判断化学反应进行的方向：掌握化学平衡的基本原理，并能用于计算反应进行的程度：掌握化学动力学的基本理论与原
《物理化学 A》课程教学大纲 课程代码： 0425A002-0425A003 课程名称： 物理化学 A/ Physical Chemistry A 开课学期： 3、4 学分 / 学时：5/80（理论：72，研讨：6 ，习题：2 ） 课程类别：必修课/学科专业基础课 适用专业 / 开课对象：化学工程与工艺/二年级本科生 先修课程 / 后修课程：高等数学，大学物理，无机及分析化学，有机化学/化工原理， 化工热力学 开课单位： 生物与化学工程学院 团队负责人： 张立庆 审核人： 姜华昌 执 笔 人： 张立庆 审批人： 吕鹏 一、课程简介 本课程是研究化学变化、相变化及其有关的物理变化的基本原理，主要是平衡的规律和 变化速率的规律。通过该课程学习，使学生系统地掌握化学工程应用所需的物理化学理论， 明确物理化学的重要概念及基本原理，同时掌握物理化学的基本计算方法。本课程通过科学 理论的讲授，使学生能掌握物理化学的研究方法，能够综合运用所学理论分析解决实际化工 问题，具有严谨认真、实事求是的科学态度。通过本课程教学，学生应达到下列教学目标： ①比较牢固地掌握物理化学基础理论知识，使学生明确物理化学的重要概念及基本原理，同 时掌握物理化学的基本计算方法；②比较牢固地掌握物理化学的理论研究方法；③应进一步 得到一般科学方法的训练，增强分析和解决物理化学问题的能力；④具备根据具体条件应用 物理化学理论解决实际问题的一般科学方法。 本课程主要介绍化学热力学、相平衡、化学动力学、电化学、界面现象、统计热力学、 胶体化学等物理化学的原理及在化学工程应用中应该注意的问题。 本课程重点支持以下毕业要求指标点： 1.课程教学目标 课程目标 1. 能够掌握化学热力学的基本知识，并能运用化学热力学知识对化学工程中所 涉及的化学反应进行热力学分析与计算；掌握化学动力学的基本知识与基本原理，并能运用 化学动力学知识解决化工过程中出现的反应速率与反应机理等问题。具有通过化学平衡、相 平衡、电化学、界面现象、化学动力学、胶体化学等物理化学知识分析化工专业相关复杂工 程问题的能力。 课程目标 2. 能够掌握热力学第一定律与热力学第二定律，能判断化学反应进行的方向； 掌握化学平衡的基本原理，并能用于计算反应进行的程度；掌握化学动力学的基本理论与原
理，并能对化学反应的速率进行计算与分析：具有基于物理化学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究的能力。课程目标3.具有自主学习、终身学习和批判性思维的意识和能力，能够理解广泛的技术变革对工程和社会的影响，适应新技术变革。2.课程目标与毕业要求的关系本课程的学习目标与毕业要求关系矩阵如下表1所示，课程目标能有效支持相应毕业要求指标点的达成。表1课程目标与毕业要求关联矩阵序号毕业要求指标点课程目标2.1能够运用化工专业相关科学原理，识别和判断复杂工1课程目标1程问题的关键环节和参数，分析影响因素，判断关键作用机制。2.2能够应用化工专业知识，基于相关科学原理和数学模2课程目标2型方法正确表达复杂工程问题，能认识到解决问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案。11.1能够基于对化工专业的概况和现状，结合行业和社3课程目标3会的发展趋势，认识到自主学习和终身学习的必要性。二、教学内容与基本要求（一）气体的pVT关系（4学时）1.教学内容：（1）理想气体状态方程（2）理想气体混合物（3）真实气体的液化及临界参数（4）真实气体状态方程（5）对应状态原理及普遍化压缩因子图2.教学重点与难点：重点：（1）理想气体状态方程及模型。（2）Dalton定律与Amagat定律。（3）真实气体的液化与临界性质。难点：（1）真实气体的液化与临界性质。（2）对应状态原理与压缩因子图及有关计算。3.教学方法：课堂授课、AI辅助学习
理，并能对化学反应的速率进行计算与分析；具有基于物理化学原理并采用科学方法对复杂 工程问题进行研究的能力。 课程目标 3. 具有自主学习、终身学习和批判性思维的意识和能力，能够理解广泛的技术 变革对工程和社会的影响，适应新技术变革。 2.课程目标与毕业要求的关系 本课程的学习目标与毕业要求关系矩阵如下表 1 所示，课程目标能有效支持相应毕业要 求指标点的达成。 表 1 课程目标与毕业要求关联矩阵 序号 毕业要求指标点 课程目标 1 2.1 能够运用化工专业相关科学原理，识别和判断复杂工 程问题的关键环节和参数，分析影响因素，判断关键作 用机制。 课程目标 1 2 2.2 能够应用化工专业知识，基于相关科学原理和数学模 型方法正确表达复杂工程问题，能认识到解决问题有多 种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案。 课程目标 2 3 11.1 能够基于对化工专业的概况和现状，结合行业和社 会的发展趋势，认识到自主学习和终身学习的必要性。 课程目标 3 二、教学内容与基本要求 （一）气体的 pVT 关系（4 学时） 1. 教学内容： （1）理想气体状态方程 （2）理想气体混合物 （3）真实气体的液化及临界参数 （4）真实气体状态方程 （5）对应状态原理及普遍化压缩因子图 2. 教学重点与难点： 重点： （1）理想气体状态方程及模型。 （2）Dalton 定律与 Amagat 定律。 （3）真实气体的液化与临界性质。 难点： （1）真实气体的液化与临界性质。 （2）对应状态原理与压缩因子图及有关计算。 3. 教学方法：课堂授课、AI 辅助学习
4.学习要求：通过本章的学习，要求学生掌握理想气体状态方程及模型，掌握Dalton定律与Amagat定律，理解真实气体的液化与临界性质，掌握理想气体模型及其理论解释，理解对应状态原理与压缩因子图及有关计算。（二）热力学第一定律（10学时）1.教学内容：（1）热力学基本概念（2）热力学第一定律（3）恒容热、恒压热及烩（4）摩尔热容（5）体积功的计算（6）相变焰（7）化学反应焰（8）标准摩尔反应的计算（9）节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验2.教学重点与难点：重点：（1）热力学基本概念：平衡状态，状态函数，可逆过程。（2）热力学第一定律的叙述及数学表达式。（3）热力学能、焰、标准摩尔生成焰、相变恰的定义及应用。（4）掌握在物质的p、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、焰变化值的方法。难点：（1）热力学能、焰、标准生成焰、相变焰的定义及其应用。（2）在物质的P、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、恰变化值的方法。3.教学方法：课堂授课、AI辅助学习。4.学习要求：通过本章的学习，要求学生理解下列热力学基本概念：平衡状态，状态函数，可逆过程等概念，掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式。理解热力学能、焰、化学计量数、反应进度、标准摩尔反应恰、标准摩尔生成饸、热容、相变恰的定义并会应用。掌握在物质的p、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、恰变化值的原理和方法。将热力学一般关系式应用于特定系统时，会应用状态方程（主要是理想气体状态方程）及热力学数据（热容、相变焰等）。（三）热力学第二定律（12学时）1.教学内容：（1）卡诺循环与卡诺定理
4. 学习要求：通过本章的学习，要求学生掌握理想气体状态方程及模型，掌握 Dalton 定律与 Amagat 定律，理解真实气体的液化与临界性质，掌握理想气体模型及其理论解释， 理解对应状态原理与压缩因子图及有关计算。 （二）热力学第一定律（10 学时） 1. 教学内容： （1）热力学基本概念 （2）热力学第一定律 （3）恒容热、恒压热及焓 （4）摩尔热容 （5）体积功的计算 （6）相变焓 （7）化学反应焓 （8）标准摩尔反应焓的计算 （9）节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验 2. 教学重点与难点： 重点： （1）热力学基本概念：平衡状态，状态函数，可逆过程。 （2）热力学第一定律的叙述及数学表达式。 （3）热力学能、焓、标准摩尔生成焓、相变焓的定义及应用。 （4）掌握在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、 焓变化值的方法。 难点： （1）热力学能、焓、标准生成焓、相变焓的定义及其应用。 （2）在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、焓变 化值的方法。 3. 教学方法：课堂授课、AI 辅助学习。 4. 学习要求：通过本章的学习，要求学生理解下列热力学基本概念：平衡状态，状态 函数，可逆过程等概念，掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式。理解热力学能、焓、化 学计量数、反应进度、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、热容、相变焓的定义并会应用。 掌握在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、焓变化值 的原理和方法。将热力学一般关系式应用于特定系统时，会应用状态方程（主要是理想气体 状态方程）及热力学数据（热容、相变焓等）。 （三）热力学第二定律（12 学时） 1. 教学内容： （1）卡诺循环与卡诺定理
（2）热力学第二定律（3）熵与克劳修斯不等式（4）熵变的计算（5）热力学第三定律与化学反应摘变的计算（6）亥姆霍兹函数和吉布斯函数（7）热力学基本方程与麦克斯韦关系式（8）克拉佩龙方程与克劳修斯一克拉佩龙方程2.教学重点与难点：重点：（1）热力学第二定律的叙述及数学表达式。（2）、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准摘及标准生成吉布斯函数的定义并会应用。（3）在物质的P、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算摘、吉布斯函数、亥姆霍兹函数变化值的原理和方法。（4）明确热力学公式的适用条件，掌握增原理及平衡判据的一般准则。（5）克拉佩龙方程和克拉佩龙-克劳修斯方程，能应用这些方程进行有关的计算。难点：（1）炳、吉布斯函数、亥姆霍函数、标准摘及标准生成吉布斯函数的定义并会应用。（2）在物质的p、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算各种状态函数变化值的原理和方法。3.教学方法：课堂授课、AI辅助学习。4．学习要求：通过本章的学习，要求学生掌握热力学第二、第三定律的叙述及数学表达式。理解摘、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数、饱和蒸汽压的定义并会应用。掌握在物质的p、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算摘、吉布斯函数、亥姆霍兹函数变化值的原理和方法，理解并会用热力学基本方程，了解麦克斯韦关系式的推导，掌握热力学公式的适用条件，掌握克拉贝龙方程，理解熵增原理及平衡判据的一般准则。（四）多组分系统热力学（6学时）1.教学内容：（1）偏摩尔量（2）化学势（3）气体组分的化学势（4）逸度及逸度因子（5）拉乌尔定律和亨利定律（6）理想液态混合物（7）理想稀溶液
（2）热力学第二定律 （3）熵与克劳修斯不等式 （4）熵变的计算 （5）热力学第三定律与化学反应熵变的计算 （6）亥姆霍兹函数和吉布斯函数 （7）热力学基本方程与麦克斯韦关系式 （8）克拉佩龙方程与克劳修斯—克拉佩龙方程 2. 教学重点与难点： 重点： （1）热力学第二定律的叙述及数学表达式。 （2）熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数的定义并会应用。 （3）在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算熵、吉布斯函数、亥姆霍 兹函数变化值的原理和方法。 （4）明确热力学公式的适用条件，掌握熵增原理及平衡判据的一般准则。 （5）克拉佩龙方程和克拉佩龙-克劳修斯方程，能应用这些方程进行有关的计算。 难点： （1）熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数的定义并会应用。 （2）在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算各种状态函数变化值的原 理和方法。 3. 教学方法：课堂授课、AI 辅助学习。 4. 学习要求：通过本章的学习，要求学生掌握热力学第二、第三定律的叙述及数学表 达式。理解熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数、饱和蒸汽压的 定义并会应用。掌握在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算熵、吉布斯函 数、亥姆霍兹函数变化值的原理和方法，理解并会用热力学基本方程，了解麦克斯韦关系式 的推导，掌握热力学公式的适用条件，掌握克拉贝龙方程，理解熵增原理及平衡判据的一般 准则。 （四）多组分系统热力学（6 学时） 1. 教学内容： （1）偏摩尔量 （2）化学势 （3）气体组分的化学势 （4）逸度及逸度因子 （5）拉乌尔定律和亨利定律 （6）理想液态混合物 （7）理想稀溶液
（8）稀溶液的依数性（9）活度及活度因子2.教学重点与难点：重点：（1）偏摩尔量及化学势的概念。（2）拉乌尔定律及亨利定律并会应用。（3）理想系统（理想液态混合物及理想稀溶液）中各组分化学势的表达式。（4）稀溶液的依数性。难点：（1）偏摩尔量及化学势的概念。（2）活度与逸度的有关计算。3.教学方法：课堂授课、AI辅助学习。4.学习要求：通过本章的学习，要求学生理解偏摩尔量及化学势的概念，理解拉乌尔定律及亨利定律并会应用。理解理想液态混合物、理想稀溶液的概念。了解活度和活度因子、逸度和逸度因子的概念。了解理想液态混合物及理想稀溶液中各组分化学势的表达式。掌握稀溶液的依数性，能够应用稀溶液依数性公式进行有关计算。（五）化学平衡（4学时）1.教学内容：（1）化学反应的方向及平衡条件（2）理想气体反应的等温方程及标准平衡常数（3）平衡常数及平衡组成的计算（4）温度对标准平衡常数的影响（5）其他因素对理想气体反应平衡移动的影响（6）同时反应平衡组成的计算（7）真实气体反应的化学平衡（8）混合物和溶液中的化学平衡2.教学重点与难点：（1）标准常数的定义。（2）化学反应等温方程。（3）利用热力学数据计算平衡常数及平衡组成。（4）判断一定条件下化学反应可能进行的方向。（5）温度、压力、组成等因素对平衡的影响。难点：（1）利用热力学数据计算平衡常数及平衡组成。（2）真实气体反应的化学平衡
（8）稀溶液的依数性 （9）活度及活度因子 2. 教学重点与难点： 重点： （1）偏摩尔量及化学势的概念。 （2）拉乌尔定律及亨利定律并会应用。 （3）理想系统（理想液态混合物及理想稀溶液）中各组分化学势的表达式。 （4）稀溶液的依数性。 难点： （1）偏摩尔量及化学势的概念。 （2）活度与逸度的有关计算。 3. 教学方法：课堂授课、AI 辅助学习。 4. 学习要求：通过本章的学习，要求学生理解偏摩尔量及化学势的概念，理解拉乌尔 定律及亨利定律并会应用。理解理想液态混合物、理想稀溶液的概念。了解活度和活度因子、 逸度和逸度因子的概念。了解理想液态混合物及理想稀溶液中各组分化学势的表达式。掌握 稀溶液的依数性，能够应用稀溶液依数性公式进行有关计算。 （五）化学平衡（4 学时） 1. 教学内容： （1）化学反应的方向及平衡条件 （2）理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 （3）平衡常数及平衡组成的计算 （4）温度对标准平衡常数的影响 （5）其他因素对理想气体反应平衡移动的影响 （6）同时反应平衡组成的计算 （7）真实气体反应的化学平衡 （8）混合物和溶液中的化学平衡 2. 教学重点与难点： （1）标准常数的定义。 （2）化学反应等温方程。 （3）利用热力学数据计算平衡常数及平衡组成。 （4）判断一定条件下化学反应可能进行的方向。 （5）温度、压力、组成等因素对平衡的影响。 难点： （1）利用热力学数据计算平衡常数及平衡组成。 （2）真实气体反应的化学平衡