物理化学教学大纲.docx
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物理化学教学大纲
《物理化学》课程教学大纲
适用专业：
食品科学与工程专业本科
学时：
48学时
学分：
3学分
课程代码：
B01001204
一、本课程的性质和任务与教学原则和方法
性质：
物理化学是化学科学的一个重要分支，是一门理论性和实践性并重的课程。
物理化学课程是高等学校化学，食品，生物，农林，材料等各专业教学计划中一门必修的基础课程，通过本课程的学习，可以为本学科的后续课程学习和发展能力打下坚实的基础。
任务：
通过学习化学热力学、动力学、电化学、表面化学、胶体化学的基本理论与研究方法，使学生掌握物理化学的基本原理、基础知识、基本方法，从物理变化和化学变化入手，探求化学变化的基本规律，提高对物理化学的分析能力和计算能力，为学生学习后继课程奠定必要的基础。
在授课的过程中，坚持物理化学理论与食品学科知识相结合、理论教学与实验教学相结合的原则。
同时要求学生关注物理化学在食品中应用的最新动态，引导学生用书本上的理论去分析解决食品生产和检测中的实际问题。
二、本课程的基本内容
（一）绪论
【教学目的和要求】
通过本节课使学生对物理化学有初步的了解，为以后学习好物理化学打好基础。
【教学内容】
1、物理化学的内容、目的和任务。
2、物理化学的研究方法及其发展。
3、物理化学在食品科学、生物工程等领域的作用。
4、物理化学课程的学习方法。
【教学重点与难点问题】
重点：
物理化学的内容、目的和任务。
（二）第一章热力学第一定律及应用
【教学目的和要求】
1、掌握热力学平衡态、状态函数、可逆过程、热力学能、热容等基本概念；了解状态函数的全微分性质。
2、掌握两个途径函数——热和功的计算。
3、掌握ΔU与ΔH的计算。
4、掌握两个基础热数据ΔfHm.B和ΔcHm.B的应用。
【教学内容】
1、热力学方法及特点。
2、热力学基本概念。
3、热力学第一定律。
4、可逆过程与可逆体积功。
5、热与过程。
6、理想气体热力学。
7、相变过程热力学。
8、热化学。
【教学重点与难点问题】
重点：
热力学基本概念及热力学第一定律。
难点：
热力学第一定律的应用。
（三）第二章热力学第二定律
【教学目的和要求】
1、理解自发过程和热力学第二定律的意义。
2、理解热力学第二定律与卡诺定理的联系，注意在熵引出过程中公式推导的逻辑关系。
3、掌握熵增加原理（熵判据）、亥姆霍兹函数与吉布斯函数判据。
4、掌握ΔS、ΔA与ΔG的计算。
5、掌握热力学基本方程。
6、了解麦克斯维关系式。
【教学内容】
1、自发过程的特点与热力学第二定律。
2、熵及熵增原理。
3、化学反应的熵变。
4、熵的物理意义简介。
5、亥姆霍兹函数与吉布斯函数。
6、热力学的一些重要关系式。
7、ΔG的计算。
【教学重点与难点问题】
重点：
热力学第二定律和ΔG的计算。
难点：
熵及熵增原理，热力学的一些重要关系式。
（四）第三章多组分系统热力学与溶液
【教学目的和要求】
1、掌握偏摩尔量与化学势的定义、意义。
2、掌握拉乌尔定律和亨利定律。
3、熟悉理想液态混合物和理想稀溶液的定义、性质和应用。
【教学内容】
1、混合物和溶液。
2、偏摩尔量。
3、化学势。
4、气体的化学势与标准态。
5、溶液中各组分的化学势。
6、稀溶液的依数性
7、分配定律及其应用。
【教学重点与难点问题】
重点：
拉乌尔定律和亨利定律。
难点：
偏摩尔量与化学势的定义、意义与应用。
（五）第四章相平衡的热力学
【教学目的和要求】
1、掌握相律及其应用。
2、熟悉单组分体系的相图。
3、掌握二组分气-液平衡、液-液平衡、液-固平衡系统的相图的P-X相图及T-X相图及其应用。
4、了解二组分生成简单的低共熔混合物、生成稳定与不稳定的化合物、生成固熔体的相图及其应用。
5、熟悉杠杆规则在相图中的应用。
6、了解蒸馏与精馏的基本原理。
【教学内容】
1、相平衡的热力学的基本概念。
2、单组分系统的相图。
3、二组分气-液平衡系统的相图。
4、二组分液-液平衡系统的相图。
5、二组分液-固平衡系统的相图。
【教学重点与难点问题】
重点：
掌握相律及其应用。
难点：
二组分气-液平衡、液-液平衡、液-固平衡系统的相图的P-X相图及T-X相图及其应用。
（六）第五章基础化学反应动力学
【教学目的和要求】
1、掌握反应速率的概念与实验测定方法。
2、掌握反应速率方程的积分形式、反应速率常数、反应级数和速率方程的确定。
3、掌握简单级数反应的动力学方程。
【教学内容】
1、反应速率与反应机理。
2、化学反应速率方程。
3、反应速率方程的积分式。
4、反应级数与速率常数的确定。
【教学重点与难点问题】
重点：
化学反应速率方程。
难点：
反应级数与速率常数的确定。
（七）第六章电解质溶液
【教学目的和要求】
1、熟悉导体的分类，理解电解质溶液的导电机理、迁移数和电迁移率的概念。
2、掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念、测定及其应用。
3、理解极限摩尔电导率和离子的独立运动定律。
4、了解强电解质溶液的活度及活度系数的计算，了解强电解质溶液理论。
【教学内容】
1、导体的分类。
2、电解质溶液的导电性能。
3、离子的电迁移现象与迁移数。
4、电导、电导率和摩尔电导率。
5、电导测定的应用。
6、强电解质溶液的活度及活度系数。
7、强电解质溶液理论。
【教学重点与难点问题】
重点：
离子的电迁移现象与迁移数。
难点：
强电解质溶液的活度及活度系数。
（八）第七章电池电动势及极化现象
【教学目的和要求】
1、熟悉可逆电极的种类及电极反应。
2、能够熟练地写出电极反应、电池反应和原电池的图示。
3、掌握能斯特方程、电池热力学和电池电动势的测定及应用。
【教学内容】
1、可逆电池。
2、电极电势及可逆电极的种类。
3、可逆电池热力学。
4、液体接界电势与浓差电池。
5、电动势的测定应用。
【教学重点与难点问题】
重点：
能斯特方程，电池热力学和电池电动势的测定及应用。
难点：
能斯特方程，电池热力学和电池电动势的测定及应用。
（九）第八章液体的表面现象
【教学目的和要求】
1、理解表面吉氏函数、表面张力、比表面功的定义。
2、理解拉普拉斯公式、开尔文公式的意义与应用。
3、理解溶液表面的吸附及吉布斯吸附等温式的应用。
4、了解表面活性剂的分类，熟悉表面活性剂的应用。
【教学内容】
1、表面吉布斯函数与表面张力。
2、弯曲液面的特性。
3、开尔文方程。
4、溶液表面的吸附。
5、表面膜。
6、表面活性剂溶液系统。
【教学重点与难点问题】
重点：
表面吉布斯函数与表面张力，开尔文方程。
难点：
开尔文方程的应用。
（十）第九章固体的表面现象
【教学目的和要求】
1、熟悉界面的润湿和铺展，了解物理吸附与化学吸附的区别。
2、熟悉弗朗德利希吸附等温式、兰格缪尔吸附等温式、BET等温式的应用。
3、了解单分子层吸附理论，了解毛细管现象。
【教学内容】
1、润湿现象。
2、固体表面对气体的吸附。
3、单分子层吸附理论。
4、固液界面吸附。
【教学重点与难点问题】
重点：
润湿现象，单分子层吸附理论。
难点：
单分子层吸附理论。
（十一）第十章胶体及其制备
【教学目的和要求】
1、熟悉分散体系的分类与特征。
2、了解常用的胶体制备及净化方法。
【教学内容】
1、胶体化学概述。
2、分散系统与胶体系统的分类。
3、胶体的制备及净化。
【教学重点与难点问题】
重点：
胶体的制备及净化。
难点：
胶体制备及净化方法。
（十二）第十一章胶体的基本性质
【教学目的和要求】
熟悉溶胶的运动、光学、电学、流变性质。
【教学内容】
1、胶体的运动性质。
2、胶体的光学性质。
3、胶体的电学性质。
4、胶体的流变性质。
【教学重点与难点问题】
重点：
运动、光学、电学、流变性质。
难点：
运动、光学、电学、流变性质。
（十三）第十二章胶体的稳定性与聚沉
【教学目的和要求】
1、熟悉胶团结构、溶胶的稳定性和聚沉。
2、掌握对高分子溶液粘度的测定，唐南平衡对高分子电解质溶液渗透压的影响。
3、了解吸附高分子和自由高分子对胶体的稳定作用，了解高分子引起胶体的絮凝作用。
【教学内容】
1、电解质的聚沉作用
2、胶体的稳定性理论——DLVO理论
3、吸附高分子对胶体的稳定作用
4、自由高分子对胶体的稳定作用
5、高分子引起胶体的絮凝作用
【教学重点与难点问题】
重点：
胶团结构、溶胶的稳定性和聚沉。
难点：
胶体的稳定性理论——DLVO理论。
（十四）第十三章乳状液、泡沫与气溶胶
【教学目的和要求】
1、熟悉乳状液的类型、制备和性质。
2、了解影响乳状液的因素与乳状液的鉴别。
3、了解乳化剂的选择，乳状液的变型与破乳。
【教学内容】
1、乳状液概述。
2、乳状液的制备及物理性质。
3、影响乳状液类型的因素。
4、乳状液的稳定性。
5、乳状液的变型与破坏。
6、乳化剂的分类与选择。
【教学重点与难点问题】
重点：
乳状液的类型、制备和性质。
难点：
乳状液的制备和性质。
（十五）第十四章高分子溶液与凝胶
【教学目的和要求】
1、熟悉高分子化合物分子量的测定。
2、掌握高分子溶液粘度的测定方法。
3、掌握唐南平衡对高分子电解质溶液渗透压的影响。
【教学内容】
1、高分子化合物的结构特征。
2、高分子化合物的分子量。
3、高分子溶液的性质。
4、高分子溶液稳定性的破坏。
5、凝胶。
【教学重点与难点问题】
重点：
高分子化合物分子量的测定及高分子溶液粘度的测定方法。
难点：
唐南平衡对高分子电解质溶液渗透压的影响。
三、教学时数分配
序号
教学内容
理论学时
习题
实验
小计
1
绪论课程介绍与学习方法
1
1
2
第二章热力学第一定律及应用
3
3
3
第三章热力学第二定律
6
6
4
第四章多组分系统热力学与溶液
4
4
5
第五章相平衡的热力学
2
2
6
第六章基础化学反应动力学
2
2
7
第七章电解质溶液
2
3
5
8
第八章电池电动势及极化现象
2
2
9
第九章液体的表面现象
3
3
10
第十章固体的表面现象
3
3
11
第十一章胶体及其制备
2
3
5
12
第十二章胶体的基本性质
1
1
13
第十三章胶体的稳定性与聚沉
1
1
14
第十四章乳状液、泡沫与气溶胶
2
3
5
15
第十五章高分子溶液与凝胶
2
3
5
合计
36
12
48
四、考核要求
1、期末考试为100分钟的闭卷考试，考试成绩+实验成绩占总评成绩的80%。
2、平时成绩根据作业完成情况、出勤情况和学习态度等综合评定，占总评成绩的20%。
3、根据考试方法的改革要求，考核方式可另行确定。
五、其他说明
1、教材及参考书
《物理化学》化学工业出版社张玉军主编
《食品物理化学》中国轻工业出版社张佳程、师进生主编
《物理化学》高等教育出版社傅献彩主编
2、建议本课程在第三学期开设
3、本课程安排实验12学时，具体见实验教学大纲。
起草人：
专业负责人：
二级学院院长：
《物理化学》课程考试大纲
适用专业：
食品科学与工程专业本科
学时：
48学时
学分：
3学分
课程代码：
B01001204
一、课程性质与教学要求
性质：
物理化学课程是食品科学与工程专业的一门专业基础课。
任务：
通过学习化学热力学、动力学、电化学、表面化学、胶体化学的基本理论与研究方法，使学生掌握物理化学的基本原理、基础知识、基本方法，从物理变化和化学变化入手，探求化学变化的基本规律，提高对物理化学的分析能力和计算能力，为学生学习后继课程奠定必要的基础。
二、课程内容与考核目标
课程内容考核目标
（一）课程介绍与学习方法
1、物理化学的内容、目的和任务。
熟悉理解
2、物理化学的研究方法及其发展。
一般了解
3、物理化学在食品科学、生物工程等领域的作用。
一般了解
4、物理化学课程的学习方法。
熟悉理解
（二）热力学第一定律及应用
1、热力学方法及特点熟悉理解
2、热力学基本概念掌握应用
3、热力学第一定律掌握应用
4、可逆过程与可逆体积功掌握应用
5、热与过程掌握应用
6、理想气体热力学掌握应用
7、相变过程热力学掌握应用
8、热化学熟悉理解
（三）热力学第二定律
1、自发过程的特点与热力学第二定律掌握应用
2、熵及熵增原理掌握应用
3、化学反应的熵变掌握应用
4、熵的物理意义简介一般了解
5、亥姆霍兹函数与吉布斯函数掌握应用
6、热力学的一些重要关系式熟悉理解
7、ΔG的计算掌握应用
（四）多组分系统热力学与溶液
1、混合物和溶液熟悉理解
2、偏摩尔量掌握应用
3、化学势掌握应用
4、气体的化学势与标准态掌握应用
5、溶液中各组分的化学势掌握应用
6、稀溶液的依数性一般了解
7、分配定律及其应用一般了解
（五）相平衡的热力学
1、相平衡的热力学的基本概念熟悉理解
2、单组分系统的相图一般了解
3、二组分气-液平衡系统的相图熟悉理解
4、二组分液-液平衡系统的相图熟悉理解
5、二组分液-固平衡系统的相图熟悉理解
（六）基础化学反应动力学
1、反应速率与反应机理掌握应用
2、化学反应速率方程掌握应用
3、反应速率方程的积分式掌握应用
4、反应级数与速率常数的确定掌握应用
5、温度对反应速率的影响掌握应用
（七）电解质溶液
1、导体的分类熟悉理解
2、电解质溶液的导电性能掌握应用
3、离子的电迁移现象与迁移数掌握应用
4、电导、电导率和摩尔电导率掌握应用
5、电导测定的应用掌握应用
6、强电解质溶液理论熟悉理解
（八）电池电动势及极化现象
1、可逆电池熟悉理解
2、电极电势及可逆电极的种类熟悉理解
3、可逆电池热力学掌握应用
4、液体接界电势与浓差电池一般了解
5、电动势的测定应用掌握应用
（九）液体的表面现象
1、表面吉布斯函数与表面张力熟悉理解
2、弯曲液面的特性熟悉理解
3、开尔文方程掌握应用
4、溶液表面的吸附熟悉理解
5、表面膜熟悉理解
6、表面活性剂溶液系统一般了解
（十）固体的表面现象
1、润湿现象熟悉理解
2、固体表面对气体的吸附熟悉理解
3、单分子层吸附理论一般了解
4、固液界面吸附掌握应用
（十一）胶体及其制备
1、胶体化学概述熟悉理解
2、分散系统与胶体系统的分类熟悉理解
3、胶体的制备及净化掌握应用
（十二）胶体的基本性质
1、胶体的运动性质熟悉理解
2、胶体的光学性质熟悉理解
3、胶体的电学性质熟悉理解
4、胶体的流变性质熟悉理解
（十三）胶体的稳定性与聚沉
1、电解质的聚沉作用掌握应用
2、胶体的稳定性理论——DLVO理论熟悉理解
3、吸附高分子对胶体的稳定作用一般了解
4、自由高分子对胶体的稳定作用一般了解
5、高分子引起胶体的絮凝作用一般了解
（十四）乳状液、泡沫与气溶胶
1、乳状液概述熟悉理解
2、乳状液的制备及物理性质掌握应用
3、影响乳状液类型的因素熟悉理解
4、乳状液的稳定性熟悉理解
5、乳状液的变型与破坏熟悉理解
6、乳化剂的分类与选择熟悉理解
（十五）高分子溶液与凝胶
1、高分子化合物的结构特征熟悉理解
2、高分子化合物的分子量熟悉理解
3、高分子溶液的性质熟悉理解
4、高分子溶液稳定性的破坏熟悉理解
5、凝胶一般了解
三、考试说明
（一）考核方式
1、期末考试为100分钟的闭卷考试，考试成绩+实验成绩占总评成绩的80%。
2、平时成绩根据作业完成情况、出勤情况和学习态度等综合评定，占总评成绩的20%。
3、根据考试方法的改革要求，考核方式可另行确定。
（二）命题原则
1、命题范围。
在教学大纲要求的范围内命题，考试内容覆盖到章，并适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
2、命题比例。
各章节内容均按一般了解、熟悉理解、掌握应用三个目标层次提出了要求。
在考试内容中，了解的部分约占5%，熟悉的部分约占30%，掌握的部分约占65%。
3、难易程度。
试题的难易程度分四个层次：
容易的约占20%，较容易的约占30%，较难的约占30%，难的约占20%。
4、试题类型：
选择题、填空题、判断题、计算题、简答题。
起草人：
专业负责人：
二级学院院长：
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