物理化学化生学院楚雄师范学院.docx

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物理化学化生学院楚雄师范学院

楚雄师范学院化学与生命科学学院

科学教育专业《物理化学》教学大纲

课程基本信息

课程编码：

032306002

课程名称：

物理化学

课程英文名称：

PhysicalChemistry

课程性质：

专业限选课程（化学方向课程）

使用专业：

科学教育专业

开课学期：

第五学期

总学分：

3学分

预修课程：

普通化学、普通化学实验。

课程性质、目的及总体要求：

（一）、课程的基本特性

《物理化学》是四年制师范院校科学教育专业的必修课程，它是从物理现象和化学现象的联系入手，运用物理学的基本原理和方法研究化学现象和化学过程的一门学科。

（二）、《物理化学》课程的教学目的：

要求学生在掌握基础的无机、有机、分析等化学基础知识的基础上，从宏观上进一步掌握热力学原理，动力学的的基本内容，表面现象的基本特征等；培养学生辩证物主义世界观，科学的方法论；培养学生理论联系实际，分析问题和解决问题的能力，进行辩证唯物主义和爱国主义的教育。

（三）、《物理化学》课程教学要求：

1．理解热力学的基本原理和热力学研究的方法特点，并运用热力学原理处理相平衡和化学平衡中较基本的问题。

2．理解化学反应动力学的意义，初步掌握动力学的基本内容。

了解影响反应进度的各种因素和反应速度理论的大意；了解催化作用的特性。

3．理解电化学中电能与化学能之间的相互转化及转化过程中的规律，掌握可逆电池的热力学基本内容和不可逆电极过程的一些情况。

4．了解表面化学现象和胶体分散体系的基本特性，讨论有关性质。

5．在教学中应贯穿该学科的新成就、新动向。

教学建议

根据教学目的和要求，教学实际情况及学生的接受能力确定教学内容。

（一）教学内容要保证学生理解和掌握物理化学的基本理论、方法及特点。

1．精选教学内容。

教学内容要有代表性。

做到少而精的原则。

2．对所选内容分清主次，在注意系统性的前提下，着重讲解重点、难点，指出知识的内在联系与区别，培养学生自学能力。

（二）注意理论联系实际

1．在教学内容的安排和讲授过程中，要引导学生联系无机化学、有机化学的一些基本知识和规律。

提高认识，加深理解和指导学生运用物理化学理论知识。

2．联系科研生产实际，适当介绍现代科研成果及其应用的发展前景，从中学习科学研究方法，介绍用物理化学理论解决生产实际的例子，培养学生分析和解决实际问题的能力。

几点说明

1．本课程教学用到较多的数学知识，但耍弄清数学仅仅是物理模型的表达式，要为物理概念服务。

正确估计数学在教学中的地位又要重视物理概念的重要性，处理好二者的关系。

2．选用教材见后面。

章节教学内容的安排

本课程总学时为54学，一学期完成，具体分配如下。

章节内容讲授学时习题及讨论学时

绪论1

第一章热力学第一定律（补充气体）52

第二章热力学第二定律52

第三章多组分系统热力学及其在溶液中的应用2

第四章相平衡4

第五章化学平衡4

第七章电解质溶液4

第八章可逆电池的电动势及其应用4

第九章电解与极化作用4

第十章化学动力学基础52

第十一章表面物理化学4

第十二章胶体分散体系和大分子溶液4

机动2

章节内容

绪论（1课时）

本章介绍物理化学研究对象及意义、方法和学习目的，物理化学学科发展情况，物理化学学习方法。

主要内容：

0.1物理化学研究对象及其重要意义

0.2物理化学研究方法

0.3.学习物理化学的方法

各节内容的教学要求

第一节物理化学研究对象及其重要意义（0.5课时）

[教学要求]

了解：

物理化学研究对象，研究目的。

物理化学与其它学科的相互关系。

[主要内容]

1.1物理化学研究对象及其重要意义

第二节物理化学研究方法（0.25课时）

[教学要求]

了解：

物理化学研究方法、手段，物理化学学科的发展历史。

[主要内容]

0.2物理化学研究方法

第三节学习物理化学的方法（0.25课时）

了解：

物理化学的学习方法简介，参考书。

主要内容：

0.3学习物理化学的方法

第一章热力学第一定律（6课时）

本章介绍热力学概论、热力学第一定律、热化学。

重点掌握系统和环境、状态和状态性质、过程和途径，热力学平衡等基本概念；理解内能和焓是温度的状态函数，熟知功与热正负号的取号惯例；准静态过程与可逆过程的意义；熟练应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的ΔU、ΔH、Q及W，能熟练地应用生成焓、燃烧焓等数据求算常温下的反应热。

了解实际气体的节流膨胀。

主要内容：

（一）热力学概论

1.1热力学的研究对象

1.2几个基本概念

（二）热力学第一定律

1.3能量守恒——热力学第一定律

1.4体积功

1.5定容及定压下的热

1.6理想气体的内能和焓

1.7热容

1.8理想气体的绝热过程

1.9*实际气体的节流膨胀

（三）热化学

1.10化学反应的热效应

1.11生成焓及燃烧焓

1.12反应热与温度的关系——基尔霍夫方程

第一节热力学的研究对象（0.5课时）

[教学要求]

了解：

热力学研究对象，研究目的和方法。

[主要内容]

1.热力学的研究对象

第二节几个基本概念（1课时）

[教学要求]

理解：

系统和环境、状态和状态性质、过程和途径等基本概念。

掌握：

会判定热力学系统，那些量是容量性质或强度性质

[主要内容]

1.系统和环境

2.状态和状态性质

3.过程和途径

4.热力学平衡

第三节热力学第一定律（2课时）

[教学要求]

了解：

热力学第一定律与热功当量的关系。

理解：

内能、功和热基本概念。

掌握：

热力学第一定律的定义、数学表达式；功与热正负号的取号。

[主要内容]

1.内能

2.功和热

3.热力学第一定律的数学表达式

第四节体积功（1课时）

[教学要求]

了解：

可逆过程与不可逆过程的区别，可逆过程的特征。

理解：

内能、功和热、热容等基本概念。

掌握：

各种过程体积功的计算式。

灵活应用：

等温情况下真空膨胀、恒外压、可逆过程体积功、可逆相变的体积功的计算；

[主要内容]

1.体积功

2.可逆过程与不可逆过程

3.可逆相变的体积功

第五节定容及定压下的热（0.5课时）

[教学要求]

理解：

定容及定压下的热。

掌握：

定容及定压下的热与内能和焓关系的计算式。

[主要内容]

1.定容及定压下的热

第六节理想气体的内能和焓（0.5课时）

[教学要求]

了解：

焦尔实验。

理解：

内能和焓是温度的状态函数。

[主要内容]

1.理想气体的内能和焓

第七节热容（0.5课时）

[教学要求]

了解：

定容热容和定压热容的定义与表示，热容与温度的关系。

理解：

理想气体双原子分子和多原子分子的摩尔热容。

掌握：

定容热容和定压热容之间的关系

[主要内容]

1.定容热容和定压热容

2.理想气体的热容

3.热容与温度的关系

第八节理想气体的绝热过程（1课时）

[教学要求]

了解：

绝热过程与等温过程的比较。

掌握：

绝热可逆过程的三个方程，绝热过程功的计算式。

[主要内容]

1.理想气体的绝热过程

第九节实际气体的节流膨胀（选讲）

第十节化学反应的热效应（1课时）

[教学要求]

了解：

热化学方程式的写法。

理解：

定容反应热和定压反应热、反应进度等基本概念。

掌握：

反应进度的计算，反应热的测量。

[主要内容]

1．化学反应的热效应

2．定容反应热和定压反应热

3．反应进度

4．热化学方程式的写法

5．反应热的测量

第十一节生成焓及燃烧焓（1课时）

[教学要求]

理解：

标准生成热及燃烧热等基本概念。

掌握：

利用标准生成热及燃烧热计算反应热公式。

[主要内容]

1．标准摩尔生成焓

2．标准摩尔燃烧焓

第十二节反应热与温度的关系——基尔霍夫方程（0.5课时）

[教学要求]

了解：

基尔霍夫方程推导及应用

[主要内容]

1．基尔霍夫方程

第二章热力学第二定律（9课时）

本章介绍热力学第二定律的应用、熵、功函、自由能等概念的引入，熵、功函和自由能的计算。

重点掌握热力学函数ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔA的计算方法，并学会利用它们来判断变化的方向和平衡条件。

理解热力学第二定律的表述及意义，熵、功函、自由能等函数，克劳修斯不等式的重要性；了解自发过程的共同特征，热力学第三定律和熵的统计意义。

难点是各种过程中热力学函数的计算方法及方向判断。

主要内容：

2.1自发过程的共同特征

2.2热力学第二定律经典表述

2.3.卡诺循环与卡诺定律

2.4熵的概念

2.5熵变的计算及其应用

2.6熵的物理意义及规定熵的计算

2.7亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能

2.8热力学函数的一些重要关系式

2.9ΔG的计算

第一节自发过程的共同特征（0.5课时）

[教学要求]

了解：

热力学第二定律需要解决的问题。

理解：

自发过程、非自发过程等基本概念。

[主要内容]

1.理想气体向真空膨胀

2.热由高温物体传向低温物体

3.镉放入氯化铅溶液变成氯化镉溶液和铅

第二节热力学第二定律经典表述（0.5课时）

[教学要求]

掌握：

热力学第二定律的几种表述

[主要内容]

1.热力学第二定律经典表述

第三节卡诺循环与卡诺定律（0.5课时）

[教学要求]

了解：

卡诺热机工作原理。

理解：

卡诺循环和卡诺热机、热机效率。

掌握：

卡诺循环由那几步构成。

[主要内容]

1.卡诺循环与卡诺定律

第四节熵的概念（1课时）

[教学要求]

了解：

熵函数的引出。

理解：

热温熵、熵、不可逆过程与可逆过程的熵，熵增原理等概念。

掌握：

Clausius不等式的含义

[主要内容]

1.可逆过程的热温熵及熵函数的引出

2.不可逆过程的热温熵

3.热力学第二定律的数学表达式——克劳修斯不等式

第五节熵变的计算及其应用（2课时）

[教学要求]

了解：

非正常相变过程中的熵变计算。

理解：

正常相变、非正常相变。

掌握：

等温、等压或变温等容过程、正常相变过程、化学反应中熵变的计算公式。

灵活应用：

等温、等压或变温等容过程、正常相变过程、化学反应中熵变的计算。

[主要内容]

1.定温过程的熵变

2.定压或定容变温过程的熵变

3.相变化的熵变

第六节熵的物理意义及规定熵的计算（0.5课时）

[教学要求]

了解：

热力学第三定律及规定熵的计算。

理解：

混乱度。

掌握：

熵的物理意义。

[主要内容]

1.宏观状态与微观状态

2.熵是系统混凝乱度的度量

3.热力学第三完整律及规定熵的计算

第七节亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能（1课时）

[教学要求]

了解：

亥姆霍兹自由能（功函）和吉布斯自由能（自由能）的引出。

理解：

功函、自由能的物理意义。

掌握：

功函、自由能计算公式。

[主要内容]

1.定温定容的系统——亥姆霍兹自由能A的引出

2.定温定压的系统——吉布斯函数G的引出

第八节热力学函数的一些重要关系式（1课时）

[教学要求]

了解：

热力学函数间的关系、热力学的基本公式、Maxwell关系式。

[主要内容]

1.热力学函数之间的关系

2.热力学的基本公式

3.麦克斯韦关系式

第九节ΔG的计算（2课时）

[教学要求]

了解：

非正常相变过程中的ΔG计算，吉