理论课教学大纲修改稿.docx
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理论课教学大纲修改稿
《物理化学》课程教学大纲
一、课程简介
物理化学是化学专业一门必修的基础理论课，是化学学科的一个重要分支，分上、下两册，系统讲授包括气体、热力学第一定律、热力学第二定律、统计热力学基础、溶液、相平衡、化学平衡、电解质溶液、可逆电池的电动势及其应用、电解与极化作用、化学动力学基础
（一）、化学动力学基础
（二）、界面现象、胶体分散体系和大分子溶液等十四章。
二、课程性质、目的和要求
本课程属于专业必修课。
21世纪将是科学技术更加高速发展的世纪，需要培养大量高素质、具有坚实理论基础、广博学识和发明创新能力的人才。
因此，在教学过程中注意发挥学生的学习主动性，采用以课堂教学为主，学生自学为辅，并进行适当的课堂讨论，以使学生对所学的基本理论深刻理解和掌握。
并适时向学生介绍本课程理论的应用发展现状。
在此教学计划的基础上，通过教学方法和教学手段的改革，增强学生的自学能力，使学生变被动学习为主动学习，提高学生学习的主动性和自觉性。
教师在课堂上注意引导学生在新知识新领域中的学习和探讨，拓宽学生的知识面，培养学生的科学思维能力，逐步提高应用基础知识来分析与解决实际问题的能力。
最终要求学生系统掌握物理化学的基本原理和方法，并初步具有分析和解决一些实际问题的能力。
三、建议教学形式
1、授课用多媒体电子教案结合传统的粉笔加黑板的多种教学模式；
2、辅导答疑采用现场答疑结合电子邮件及在线论坛等多种模式;
3、讲完每一章后，至少有一次习题课，结合作业中出现的问题，强调本章要掌握的重点内容。
四、总学时及学分：
1.学时：
上册：
周学时4×18周，其中两周为实践学时。
下册：
周学时4×18周，其中两周为实践学时。
2.学分：
学分。
五、适用专业：
化学、应用化学、专升本
六、教学内容、要求及学时分配
第一章：
气体（4学时）
1、讲授内容
§1.1气体分子动理论
§1.2摩尔气体常数（R）
§1.3理想气体的状态图
§1.4分子运动的速率分布
§1.5分子平动能的分布
§1.6气体分子在重力场中的分布
§1.7分子的碰撞频率与平均自由程
§1.8实际气体
§1.9气液间的转变—实际气体的等温线和液化过程
§1.10压缩因子图—实际气体的有关计算
2、本章重点
（1）掌握气体分子动理论
（2）掌握摩尔气体常数及推导方法
（3）理解理想气体的状态图和分子运动的速率分布
（4）掌握分子平动能的分布和气体分子在重力场中的分布
3、本章难点
（1）了解分子的碰撞频率与平均自由程
（2）了解实际气体的计算
（3）掌握压缩因子图的使用
第二章：
热力学第一定律（12学时）
1、讲授内容
§2.1热力学概论
§2.2热平衡和热力学第零定律—温度的概念
§2.3热力学的一些基本概念
§2.4热力学第一定律
§2.5准静态过程与可逆过程
§2.6焓
§2.7热容
§2.8热力学第一定律对理想气体的应用
§2.9Carnot循环
§2.10Joule-Thomson效应---ΔU和ΔH
§2.11热化学
§2.12Hess定律
§2.13几种热效应
§2.14反应焓变与温度的关系---Kirchhoff定律
§2.15绝热反应---非等温反应
*§2.16热力学第一定律的微观诠释
*§2.17由热力学第零定律导出温度的概念
*§2.18关于以J（焦耳）作为能量单位的说明
2、本章重点
（1）理解掌握体系、环境、状态函数的概念
（2）理解掌握内能、热和功的概念和相互关系
（3）理解焓的物理意义
（4）掌握热力学第一定律的应用
（5）理解热容的概念及有关计算
（6）理解焦耳以及焦耳-汤姆逊试验的意义
（7）熟练计算过程的内能、焓的改变量以及热和功的数值
3、本章难点
（1）理解热和功为什么是传递的能量
（2）掌握焓的物理意义
（3）掌握焦耳汤姆逊试验的含义以及实际气体过程的△H,△U的计算
第三章热力学第二定律（12学时）
1、讲授内容
§3.1自发变化的共同特征---不可逆性
§3.2热力学第二定律
§3.3Carnot定理
§3.4熵的概念
§3.5Clausius不等式与熵增加原理
§3.6热力学基本方程与T-S图
§3.7熵变的计算
§3.8熵和能量退降
§3.9热力学第二定律的本质和熵的统计意义
§3.10Helmholtz自由能和Gibbs自由能
§3.11变化的方向和平衡条件
§3.12∆G的计算示例
§3.13几个热力学函数间的关系
§3.14热力学第三定律与规定熵
*§3.15绝对零度不能达到原理---热力学第三定律的另一种表述法
*§3.16不可逆过程热力学简介
*§3.17信息熵浅释
2、教学重点：
（1）理解热力学第二定律的意义
（2）了解第二定律和卡诺定理的联系
（3）理解∆G在特定条件下的意义及其判据作用
（4）掌握计算一些简单过程中的∆S、∆H、∆G及利用范特霍夫等温式判别化学反应的方向
（5）掌握运用吉布斯－亥姆霍兹公式、克拉贝龙和克劳修斯－克拉贝龙方程式
（6）理解偏摩尔和化学势的意义
3、教学难点：
（1）了解第二定律和卡诺定理的联系
（2）理解∆G在特定条件下的意义及其判据作用
（3）掌握计算一些简单过程中的∆S、∆H、∆G及利用范特霍夫等温式判别化学反应的方向
（4）掌握运用吉布斯－亥姆霍兹公式、克拉贝龙和克劳修斯－克拉贝龙方程式
第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用（6学时）
1、讲授内容
§4.1引言
§4.2多组分系统的组成表示法
§4.3偏摩尔量
§4.4化学势
§4.5气体混合物中各组分的化学势
§4.6稀溶液中的两个经验定律
§4.7理想液态混合物
§4.8稀溶液中任一组分的化学势
§4.9稀溶液的依数性
*§4.10Duhem-Margule公式
§4.11活度与活度因子
*§4.12渗透因子和超额函数
*§4.13分配定律-溶质在两互不相溶液相中的分配
*§4.14理想液态混合物和理想稀溶液的微观说明
*§4.15绝对活度
2、教学重点：
（1）理解拉乌尔定律与亨利定律及其应用
（2）了解溶液中各组分的化学势及各个标准态的物理意义
（3）理解活度与活度系数概念及其应用
（4）了解稀溶液依数性公式推导及计算
3、教学难点：
（1）理解拉乌尔定律与亨利定律及其应用
（2）了解溶液中各组分的化学势及各个标准态的物理意义
（3）理解活度与活度系数概念及其应用
第五章相平衡（10学时）
1、讲授内容
§5.1引言
§5.2多相系统平衡的一般条件
§5.3相律
§5.4单组分系统的相平衡
§5.5二组分系统的相图及其应用
§5.6三组分系统的相图及其应用
*§5.7二级相变
*§5.8铁-碳系统的相图
2、教学重点：
（1）掌握相律的概念及计算；
（2）掌握二组分体系的相图的应用；
（3）了解平均活度与平均活度系数。
3、教学难点：
（1）掌握相律的概念及计算；
（2）掌握二组分体系的相图的应用
第六章化学平衡（8学时）
1、讲授内容
§6.1化学反应的平衡条件条件---反应进度和化学反应的亲和势
§6.2化学反应的平衡常数和等温方程式
§6.3平衡常数的表示式
§6.4复相化学平衡
§6.5标准摩尔生成Gibbs自由能
§6.6温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响
§6.7同时化学平衡
§6.8反应的偶合
§6.9近似计算
*§6.10生物能学简介
2、教学重点：
（1）理解化学反应等温方程式的意义
（2）理解标准平衡常数K的意义,平衡常数和平衡组成的计算
（3）理解物质的标准生成吉布斯自由能∆fGm（i）与反应过程∆rGm的意义
（4）掌握浓度、温度、压力与惰性气体对平衡的定量影响
3、教学难点：
（1）理解理想气体反应、实际气体反应、液相反应、复相反应的平衡常数及其各种表达式、平衡常数的测定、平衡组成及平衡转化率的计算
（2）了解标准态下反应的吉布斯自由能的变化值、标准生成吉布斯自由能。
液相反应的G与标准平衡常数K关系
第七章统计热力学基础（8学时）
1、讲授内容
§7.1概论
§3.2Boltzmann统计
§7.3Bose-Einstein统计和Fermi-Dirac统计
§7.4配分函数
§7.5各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献
*§7.6晶体的热容问题
§7.7分子的全配分函数
§7.8用配分函数计算
和反应的平衡常数
2、教学重点：
（1）了解统计热力学从粒子的微观性质及结构数据出发，以粒子遵循的力学定律为理论基础。
（2）了解统计的方法推求大量粒运动的统计平均结果，以得出平衡系统各种宏观性质的值。
（3）理解配分函数
3、教学难点：
（1）了解统计的方法推求大量粒运动的统计平均结果，以得出平衡系统各种宏观性质的值
（2）理解配分函数
下册：
第八章电解质溶液（6学时）
1、讲授内容
§8.1电化学的基本概念和电解定律
§8.2离子的电迁移率和迁移数
§8.3电解质溶液的电导
§8.4电解质的平均活度和平均活度因子
§8.5强电解质溶液理论简介
2、教学重点：
（1）掌握摩尔电导率等概念及计算；
（2）理解离子独立运动定律；
（3）理解平均活度与平均活度系数。
3、教学难点：
（1）了解浓度对比电导及摩尔电导率的影响;
（2）了解强电解质溶液理论。
第九章可逆电池电动势及其应用（10学时）
1、讲授内容
§9.1可逆电池和可逆电极
§9.2电动势的测定
§9.3可逆电池的书写方法及电动势的取号
§9.4可逆电池的热力学
§9.5电动势产生的机理
§9.6电极电势和电池的电动势
§9.7电动势测定的应用
§9.8内电位、外电位和电化学势
2、教学重点：
（1）理解电池电动势与热力学函数间的关系；
（2）了解电池电动势的测量原理及其应用；
（3）掌握各类电池电动势的计算。
3、教学难点：
（1）理解相间电势差产生的机理及电化学势的概念;
（2）了解液接电动势的计算及盐桥的作用机理。
第十章电解与极化作用（6学时）
1、讲授内容
§10.1分解电压
§10.2极化作用
§10.3电解时电极上的竞争反应
§10.4金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化
§10.5化学电源
*§10.6电有机合成简介
2、教学重点：
（1）了解分解电压的意义；
（2）了解产生极化作用的原因；
（3）了解超电势在电解中的作用；
（4）掌握计算简单的电解分离问题；
（5）了解金属腐蚀的原因和各种防腐方法；
3、教学难点：
（1）理解产生极化作用的原因；
（2）了解超电势在电解中的作用；
第十一章化学动力学基础
（一）（10学时）
1、讲授内容
§11.1化学动力学的任务和目的
§11.2化学反应速率的表示法
§11.3化学反应的速率方程
§11.4具有简单级数的反应
§11.5几种典型的复杂反应
*§11.6基元反应的微观可逆性原理
§11.7温度对反应速率的影响
*§11.8关于活化能
§11.9链反应
*§11.10拟订反应历程的一般方法
2、教学重点：
（1）掌握瞬时反应速率的表示方法及基元反应、反应级数、速率常数等基本概念：
（2）掌握具有简单级数的反应（如零级、一级、二级）的动力学速率方程的特征，并能由实验数据确定简单反应级数。
对三级反应只作一般了解；
（3）掌握典型的的三种复合反应（对峙反应、平行反应、连串反应）各自的特点；
（4）掌握温度对反应速率的影响，明确Arrhenius经验公式的物理意义，计算Ea、A、k等物理量；
3、教学难点：
（1）掌握典型的的三种复合反应（对峙反应、平行反应、连串反应）各自的特点；
（2）掌握温度对反应速率的影响，明确Arrhenius经验公式的物理意义，计算Ea、A、k等物理量；
第十二章化学动力学基础
（二）（8学时）
1、讲授内容
§12.1碰撞理论
§12.2过渡态理论
§12.3单分子反应理论
*§12.4分子反应动态学简介
§12.5在溶液中进行的反应
*§12.6快速反应的几种测试手段
§12.7光化学反应
*§12.8化学激光简介
§12.9催化反应动力学
2、教学重点：
（1）了解碰撞理论、过渡态理论和单分子反应理论的基本内容；
（2）掌握计算一些简单基元反应的速率常数；
（3）了解光化学反应的特点及量子产率的计算；
（4）了解催化反应的特点和常见的催化反应的类型。
3、教学难点：
（1）掌握计算一些简单基元反应的速率常数；
（2）了解几个能量的不同物理意义及相互关系；
（3）掌握量子产率的计算；
第十三章界面现象（10学时）
1、讲授内容
§13.1表面张力和表面Gibbs自由能
§13.2弯曲表面上的附加压力和蒸气压
§13.3溶液的表面吸附
§13.4液-液界面的性质
§13.5膜
§13.6液-固界面---润湿作用
§13.7表面活性剂及其作用
§13.8固体表面的吸附
§13.9气-固相表面催化反应
2、教学重点：
（1）了解表面张力及表面张力与温度的关系。
（2）掌握附加压力与蒸气压与液体曲率半径的关系
（3）掌握Gibbs吸附等温式
（4）理解接触角
3、教学难点：
（1）了解表面张力的方向判断
（2）掌握Gibbs吸附等温方程式
第十四章胶体分散系统和大分子溶液（8学时）
1、讲授内容
§14.1胶体和胶体的基本特性
§14.2溶胶的制备和净化
§14.3溶胶的动力性质
§14.4溶胶的光学性质
§14.5溶胶的电学性质
§14.6双电层理论和ζ电势
§14.7溶胶的稳定性和聚沉作用
*§14.8乳状液
§14.9凝胶
§14.10大分子溶液
§14.11Donnan平衡和聚电解质溶液的渗透压
*§14.12流变学简介
*§14.13纳米粒子
2、教学重点：
（1）了解分散体系的定义和分类；理解溶胶的三大特性。
（2）了解胶体分散体系的光学性质和动力学性质。
（3）理解电泳、电渗现象以及胶粒带电的原因；掌握胶粒的双电层结构和胶团结构式。
（4）理解影响溶胶稳定性和聚沉的因素，判断电解质对溶胶聚沉能力的大小。
（5）了解大分子溶液与溶胶的异同点。
3、教学难点：
（1）了解电动现象
（2）了解Donnan平衡
本课程理论发展与应用现状介绍（2学时）
七、考核方式与成绩分配
考核方式：
闭卷考试
成绩分配：
期末考试成绩占80％，平时成绩占20％
八、推荐教材和教学参考书
教材：
傅献彩主编.《物理化学》南京大学物理化学教研室.高等教育出版社，2005年7月第5版。
参考书：
（1）孙德坤等著：
《物理化学解题指导》南京大学化学化工学院.江苏教育出版社，1998年8月
（2）王正烈等著：
《物理化学》天津大学物理化学教研室.高等教育出版社，2001年12月第4版
（3）肖衍繁等著：
《物理化学解题指南》高等教育出版社，2003年7月第1版
（4）傅玉普等著：
《多媒体CAI物理化学》大连理工大学.大连理工大学出版社，2001年12月第3版
（5）傅玉普著：
《物理化学考研重点热点导引与综合能力训练》大连理工大学.大连理工大学出版社，2002年7月第1版
（6）傅献彩主编.《物理化学》南京大学物理化学教研室.高等教育出版社，1990年10月第4版。
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审定：
批准：
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