物理化学及试验课程教学大纲Word文档下载推荐.docx

物理化学及试验课程教学大纲Word文档下载推荐.docx

《物理化学及试验课程教学大纲Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学及试验课程教学大纲Word文档下载推荐.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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

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]

物理化学研究方法、手段，物理化学学科的发展历史。

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。

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。

（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]

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）

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）

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。

热力学第一定律的定义、数学表达式；

功与热正负号的取号。

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）

可逆过程与不可逆过程的区别，可逆过程的特征。

内能、功和热、热容等基本概念。

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；

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）

定容及定压下的热。

定容及定压下的热与内能和焓关系的计算式。

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）

焦尔实验。

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）

定容热容和定压热容的定义与表示，热容与温度的关系。

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）

绝热过程与等温过程的比较。

绝热可逆过程的三个方程，绝热过程功的计算式。

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）

热化学方程式的写法。

定容反应热和定压反应热、反应进度等基本概念。

反应进度的计算，反应热的测量。

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）

标准生成热及燃烧热等基本概念。

利用标准生成热及燃烧热计算反应热公式。

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）

基尔霍夫方程推导及应用

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。

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）

热力学第二定律需要解决的问题。

自发过程、非自发过程等基本概念。

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）

热力学第二定律的几种表述

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）

卡诺热机工作原理。

卡诺循环和卡诺热机、热机效率。

卡诺循环由那几步构成。

1.卡诺循环与卡诺定律

第四节熵的概念（1课时）

熵函数的引出。

热温熵、熵、不可逆过程与可逆过程的熵，熵增原理等概念。

Clausius不等式的含义

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）

非正常相变过程中的熵变计算。

正常相变、非正常相变。

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。

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。

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）

热力学第三定律及规定熵的计算。

混乱度。

熵的物理意义。

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）

亥姆霍兹自由能（功函）和吉布斯自由能（自由能）的引出。

功函、自由能的物理意义。

功函、自由能计算公式。

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）

热力学函数间的关系、热力学的基本公式、Maxwell关系式。

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）

非正常相变过程中的ΔG计算，吉布斯——亥姆霍兹公式。

简单状态变化中等温过程、化学变化过程、正常相变过程中的ΔG计算。

1.简单状态变化的定温过程的ΔG

2．物质发生相变过程的ΔG

3．化学反应的ΔG

4．ΔG随温度变化——吉布斯——亥姆霍兹公式

第三章化学势（3课时）

本章介绍偏摩尔量、化学势的概念及应用。

重点掌握偏摩尔量、化学势的表示形式，化学势在相平衡中的应用，稀溶液的依数性，稀溶液的两个重要经验定律；

了解理想稀溶液、稀溶液、非理想溶液中任一组分的化学势表示式。

难点是理想稀溶液、稀溶液、非理想溶液化学势的表示式。

3.1偏摩尔量

3.2化学势

3.3.气体物质的化学势

3.4理想液态混合物中物质的化学势

3.5理想稀溶液中物质的化学势

3.6不挥发溶质理想稀溶液的依数性

3.7非理想多组分系统中物质的化学势

第一节偏摩尔量（0.5课时）

偏摩尔量的集合公式。

偏摩尔量的概念。

偏摩尔量的表达式。

1.偏摩尔量的定义

2.偏摩尔量的集合公式

第二节化学势（0.5课时）

化学势的物理意义。

化学势的定义。

化学势的表示法以及化学势在多相平衡、化学平衡中的应用。

1.化学势的定义

2.化学势在多相平衡中的应用

3.化学势在化学平衡中的应用

第三节气体物质的化学势（0.5课时）

实际气体的化学势。

理想气体的化学势、混合气体的化学势的定义。

1.纯组分理想气体的化学势

2.理想气体混合物的化学势

3.实际气体的化学势

第四节理想溶液中物质的化学势（0.25课时）

拉乌尔定律、理想溶液。

理想溶液的特点

拉乌尔定律的应用计算

1.拉乌尔定律

2.理想液态混合物的定义

3.理想液态混合物中物质的化学势

第五节理想稀溶液中物质的化学势（0.5课时）

稀溶液中物质的化学势的表示式。

亨利定律、稀溶液。

亨利定律的应用计算

1.亨利定律

2.理想稀溶液的定义

3.理想稀溶液中物质的化学势

第六节不挥发溶质理想稀溶液的依数性（1课时）

蒸气压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压公式推导过程。

依数性、凝固点降低常数、沸点升高常数。

凝固点降低、沸点升高公式计算溶质的摩尔质量。

1.凝固点降低

2.渗透压

第七节非理想溶液中物质的化学势（0.25课时）

实际溶液对理想溶液的偏差，非理想溶液中物质的化学势及活度概念。

1.实际液态混合物对理想液态混合物的偏差

2．非理想液态混合物中物质的化学势及活度的概念

3．非理想溶液中物质的化学势及活度

4．活度求算

第四章化学平衡（5课时）

本章介绍各种化学平衡常数的表示法、平衡常数和平衡混合物组成的计算，讨论各种因素对化学平衡常数的影响；

重点掌握Kp、Kx和Kc间的表示及关系，计算方法，理解化学反应等温方程式的意义及应用，ΔG0意义，如何由ΔG0估计反应的可能性。

了解平衡常数与温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响。

4.1化学反应的方向和限度

4.2反应的标准吉布斯函数变化

4.3.平衡常数的各种表示法

4.4平衡常数的实验测定

4.5温度对平衡常数的影响

4.6其它因素对化学平衡的影响

第一节化学反应的方向和限度（0.5课时）

化学反应存在限度，化学反应的等温方程式的推导。

化学反应的等温方程以及如何判断反应方向。

1.化学反应的限度

2.反应系统的吉布斯函数

3.化学反应的平衡常数和等温方程

第二节反应的标准吉布斯自由能变化（0.5课时）

化学反应ΔrGm与ΔrGm*的关系。

反应的ΔrGm*和标准平衡常数的求算方法。

1.化学反应的ΔrGm与ΔrGm0

2.物质有标准生成吉布斯函数

3.反应的ΔrGm0和标准平衡常数的求算

第三节平衡常数的各种表示法（1课时）

各种平衡常数的量纲。

标准平衡常数、平衡常数

平衡常数的各种表示法，Kp、Kc、Kx、Kn间的关系。

标准平衡常数的求算方法，平衡常数与反应方程式写法的关系。

1.气相反应

2.液相反应

3.复相反应

4.平衡常数与反应方程式写法的关系

第四节平衡常数的实验测定（1课时）

平衡常数的实验测定法。

通过实验测定标准平衡常数。

1.平衡常数的实验测定

第五节温度对平衡常数的影响（1课时）

温度对平衡常数的影响。

已知某一温度时标准平衡常数计算另一温度的标准平衡常数的公式。

温度对平衡常数的影响

第六节其它因素对化学平衡的影响（1课时）

平衡转化率、产率。

压力、惰气对平衡常数的影响。

1.压力的影响

2．惰性气体的影响

第五章多相平衡（5课时）

本章介绍各种相律、典型的相图。

重点掌握单组分体系水的相图；

理解相、物种数、组分数、自由度的概念；

了解相律的推导过程及其在相图中的应用，了解克劳修斯—克拉佩龙方程，溶解度法和热分析法绘制相图原理，了解二组分完全互溶的双液系、部分互溶的双液系、完全不互溶的双液和简单低共熔体系的固-液体系的相图。

5.1相律

5.2克劳修斯—克拉佩龙方程

5.3.水的相图

5.4完全互溶的双液系

*5.5部分互溶的双液系

*5.6*完全不互溶的双液

5.7简单低共熔体系的固-液体系

*5.8有化合物生成的固—液体系统

第一节相律（1.5课时）

相律的推导过程

相、物种数、组分数、自由度、单组分体系等概念。

熟练使用相律公式，学会计算组分数、自由度。

1.几个基本概念

2.相律的推导

第二节克劳修斯—克拉佩龙方程（0.5课时）

克劳修斯—克拉佩龙方程的推导及计算。

1.液气平衡

2.固气平衡

3.固液平衡

第三节水的相图（1课时）

水的相图的绘制，二组分系统相律表示式。

点、线、面、三相点、冰点等概念。

水的相图的应用。

1.水的相图

第四节完全互溶的双液系（1课时）

P-X、T-X的绘制，完全互溶的双液系的三种类型、杠杆规则。

极大偏差、极小偏差、恒沸点化合物等概念。

纯乙醇的提纯原理。

1.蒸气压—组成图

2.沸点—组成图

3.杠杆定律

第五节部分互溶的双液系（选讲）

第六节完全不互溶的双液（选讲））

第七节简单低共熔混合物的固-液系统（1课时）

溶解度法、热分析法绘制水—盐及合金体系相图并学会分析相图。

低共熔物、低共熔点等概念。

1.水—盐系统相图

2.热分析法绘制相图

第八节有化合物生成的固—液体系统（选讲）

第六章电化学（10课时）

本章介绍各种电解质溶液、可逆电池电动势、不可逆电极过程等内容。

重点掌握电解质的离子平均活度系数的意义及其计算方法，可逆电池的书写方法及电极电势的取号，能应用标准电极电位表计算其电池反应的电动势；

理解离子析出电位的计算方法，能由析出电位判断离子析出反应的顺序，理解离子独立移动定律及电导测定的一些应用。

了解电导率、摩尔电导率的意义及与溶液浓度的关系，了解强电解质溶液理论，会使用德拜-休格尔的极限公式，了解迁移数的意义及与摩尔电导率、离子迁移率之间的关系。

了解分解电压、极化作用的原因以及超电势在电解中的作用，金属电化学腐蚀机理和防护的方法。

了解化学电源的类型及应用。

6.1离子的迁移

6.2电解质溶液的电导

6.3.电导测定的应用示例

6.4强电解质的活度和活度系数

*6.5强电解质溶液理论简介

6.6可逆电池

6.7可逆电池热力学

6.8电极电势

6.9由电极电势计算电池电动势

6.10电极电势及电池电动势的应用

6.11电极的极化

6.12电解时的电极反应

6.13金属的腐蚀与防护

*6.14化学电源简介

第一节离子的迁移（1课时）

导体的分类

导体、电解池、原电池、法拉第定律、离子迁移数等概念。

法拉第定律公式。

1.电解质溶液电导机理

2.法拉第定律

3.离子迁移数

第二节电解质溶液的电导（0.5课时）

电导的测定、电导率、摩尔电导率的意义及与溶液浓度的关系柯尔劳许方程。

电导、电导率、摩尔电导率、原电池等概念。

柯尔劳许方程。

1.电导、电导率和摩尔电导率

2.电导的测定

3.电导率和摩尔电导率随浓度的变化

4.离子独立移动定律及离子摩尔电导率

第三节电导测定的应用（0.5课时）

电导滴定的方法。

电离常数、电离度、电导滴定等概念。

学会计算弱电解质的电离度、电离常数。

1.求算弱电解质的电离度及电离平衡常数

2.求算微溶盐的溶解度和溶度积

3.电导滴定

第四节强电解质溶液的活度和活度系数（1课时）

影响离子平均活度系数的因素。

活度、活度系数、离子强度等概念。

学会计算活度、离子强度。

1.溶液中离子的活度和活度系数

2．影响离子平均活度系数的因素

第五节强电解质溶液理论简介（选讲）

第六节可逆电池（1课时）

可逆电池种类、电池电动势的计算、标准电池的构造。

可逆电池、盐桥、等概念。

电极反应的书写和电池表示法，将反应设计成电池。

1.可逆电池必须具备的条件

2.可逆电极的种类

3.电池电动势的测定

4.电池表示式

第七节可逆电池热力学（0.5课时）

1．理解：

温度系数等概念。

2．掌握：

标准电动势的测定和计算，电池反应热力学量与电池电动势的关系。

1.可逆电池电动势与浓度的关系

2.电动势E及其温度系数与电池反应热力学量的关系

3.离子的热力学量

第八节电极电势（0.5课时）

1．了解：

电极电势的数值和符号规定。

2．理解：

标准氢电极、参比电极、等概念。

3．掌握：

学会应用电极电势的能斯特公式。

1.电池电动势产生的机理

2.电极电势

第九节由电极电势计算电池电动势（0.5课时）

单液化学电池、双液化学电池、单液浓差电池、双液浓差电池。

1.单液化学电池

2.双液化学电池

3.单液浓差电池

4.双联浓差电池

第十节电极电势及电池电动势的应用（