物理化学64学时各章总教案文档格式.docx

1、8胶体化学不要求*总复习1教学要求物理化学正常教学学时需要6496学时。本专业采用较小的64学时。考虑到化学热力学（热力学三大定律、多组分系统热力学、相平衡和化学平衡）和化学动力学是物理化学的基础内容，电化学、界面现象和胶体化学是物理化学的应用内容，量子力学和统计热力学是高一层次的内容，物质结构和光谱学另设课程教学。根据教育部制定的教学基本要求，电化学、界面化学的内容为教学要求部分。胶体化学不作为课堂教学内容，但时间许可时可适当介绍一些内容，以提高学生学习兴趣。教学方法采用多媒体教学方式，以教师课堂讲授为主，辅以提问、讨论及网上辅助教学等多种方式，部分内容学生课后自学或网上辅助学习（网站：或学

2、校教学在线）。讲授时，重要公式和结论写在黑板上，要求学生做笔记至少记录这些内容，以方便复习。参考资料1.霍瑞贞. 物理化学学习与解题指导. 广州：华南理工大学出版社，20002.李文斌等. 物理化学解题指南. 天津：天津大学出版社，20023傅献彩等. 物理化学：第五版（上下册）. 北京：高等教育出版社，20054. A G Whittaker 等. Instant Notes: Physical Chemistry. 北京:科学出版社. 2001教研室审阅意见：？_（教研室主任签名）年 月 日 绪论与气体教 案 首 页、/授 课 题 目（章、节）教 材 名 称物理化学立体化教材，葛华才等编，

3、高等教育出版社教材起止页码计划教学学时掌 握 内 容&物理量、数值与单位物理化学实验注意事项与作图问题（补充内容）理想气体的性质: 状态方程，模型，分压，分体积理 解 内 容实际气体的液化与临界现象）分子间的相互作用力了 解 内 容物理化学的研究内容和方法物理化学的起源、发展与应用课程的学习问题实际气体的状态方程|教学要点重 点作图规范，实验规范，理想气体状态方程和混合性质难 点理想气体的混合性质（分压、分体积）教学进程绪论（含补充内容：实验与作图） 学时） 理想气体状态方程与混合性质 学时）实际气体的液化与临界现象 学时）实际气体的状态方程 学时）分子间的相互作用力 学时）小结 学时）55m

4、in；35min22min10min7min6min注意问题本章内容较简单，主要内容可由学生课后自学，讲授主要是介绍。课后作业.（括号为选做题）理想气体性质：【14】：2教学后记作图不符合规范：不用坐标纸，缺图名、坐标轴名，坐标轴起始范围不合理。分压、分体积概念及相应的使用条件不太清楚。热力学第一定律教 案 首 页!1.物质的单纯pVT变化、相变化和化学变化过程中计算Q、W、 U、 H的原理和方法。2.基希霍夫（Kirrchhoff）公式，计算不同温度时的反应焓和相变焓。3.化学反应恒压热与恒容热的关系及计算。4.绝热可逆过程和不可逆过程的相关计算。1.热力学基本概念：系统与环境，过程与途径，

5、平衡态，状态函数，可逆过程，功，热，热容，热力学能，焓，标准态，相变焓，反应焓，标准燃烧焓，标准生成焓2.,3.热力学第一定律的叙述及其数学表达式赫斯定理，焦耳实验，节流膨胀等各种过程Q、W、 U、 H的计算原理和方法各种典型过程Q、W、 U、 H的计算，可逆过程的特点。热力学基本式的使用条件。1. 热力学基本概念学时）2. 热力学第一定律学时）3. 单纯pVT变化的过程热学时）4. 可逆过程与理想气体绝热可逆过程学时）5. 相变焓（1学时） 6. 反应焓学时） 7. 节流膨胀-实际气体的U和H学时）本章内容是物理化学的基础内容，应适当详细讲授。为增加学生兴趣，可增加介绍物理化学家如焦耳的生平

6、业绩和热力学第一定律的实际应用内容（如制冷剂、热泵等）。体积功与热计算5-6：5 热容【8】8Q, W, U, H【7,9-13】：11，12 绝热过程【14-17】： 14，17 相变焓计算【1819】：19 反应焓【2024】：21，22，23 节流过程【25-25】：（25）学生容易混淆热力学基本式的使用条件，绝热可逆与不可逆过程的差别。作业不代入数值进行计算，直接抄答案。热力学第二定律教 案 首 页【熵增原理。理想气体单纯pVT变化、相变化和化学变化过程中系统熵变和环境熵变的计算方法，用总熵变判断过程方向。 G、 A的计算方法及各种平衡和方向的判据。克拉佩龙方程和克拉佩龙-克劳修斯方程

7、的应用和计算热力学第二定律的叙述和数学表达式。亥姆霍兹和吉布斯函数以及标准生成吉布斯函数等概念。热力学公式的适用条件。卡诺循环和卡诺定理。热力学第三定律。热力学基本方程和麦克斯韦关系。 S和 G的计算及各种平衡和方向的判据 S和 G的计算及热力学公式的适用条件1. 热力学第二定律学时）2. 卡诺定理学时）3. 熵学时）4. 熵变的计算学时）5. 热力学第三定律学时）6. 亥姆霍兹函数和吉布斯函数（1学时）7. 热力学基本方程及麦克斯韦关系学时）8. A及 G的计算学时）9. 热力学第二定律应用示例学时）克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程的推导及应用本章内容是物理化学的基础内容，应适当详细讲解

8、。卡诺定理的引出、麦克斯韦关系、推导重要热力学公式的演绎方法等内容可不祥讲。热机效率【填空题2 】： 混合熵变【18】： 1, 5, 8相变过程【916】：9, 13, 15 反应过程 A, G【1719】 ：17，18 麦克斯韦关系【2021】： （21） 克氏，克-克方程【2224】：22，23学生不易判别一个过程是否可逆对公式的使用条件比较模糊。多组分系统热力学教 案 首 页,Raoult定律和Henry定律及其应用。各类理想系统（气体，混合物，稀溶液）各组分化学势的表达式。理想稀溶液的依数性偏摩尔量和化学势的概念。理想液态混合物的性质各类实际系统各组分化学势的表达式及逸度、逸度因子、活

9、度、活度因子等概念;理想系统的化学势。偏摩尔量和化学势的概念及其应用0. 引言 学时）1. 拉乌尔定律和亨利定律学时）2. 偏摩尔量学时）定义。广延量与偏摩尔量的关系。摩尔量与偏摩尔量的关系3. 化学势与多组分系统的热力学基本方程学时）化学势的定义。多组分系统的热力学基本方程。化学势判据4. 气体物质的化学势学时）5. 理想液态混合物各组分的化学势（学时）理想液态混合物的定义，任一组分的化学势。混合性质6. 理想稀溶液各组分的化学势（学时）7. 理想稀溶液的依数性（学时）蒸气压降低。凝固点降低。沸点升高。渗透压与反渗透8. 真实液态混合物和真实溶液各组分的化学势学时）采用对比方法引出理想气体、

10、理想混合物及理想稀溶液的溶质和溶剂的化学势，同时引出对应实际系统的化学势表达式及标准态。%拉乌尔和亨利定律【1-2】：1，2 偏摩尔量【3-5】：理想液态混合物【6,9-10】：6，10 沸点升高【7-7】：凝固点下降【8-8】：8 蒸气压下降【】: 渗透压【1113】：12 化学势【14】学生容易混淆偏摩尔量与化学势概念。不易掌握各类系统组分化学势的差异。！化学平衡教 案 首 页利用热力学数据计算标准平衡常数。用恒温方程判断化学反应的方向和限度的方法。平衡组成的计算。恒压方程计算不同温度下的标准平衡常数。标准平衡常数的定义。平衡常数的测定。温度对标准平衡常数的影响。分解温度的概念与计算。恒温

11、方程的推导。恒压方程的推导。压力和惰性气体对化学平衡组成的影响。同时平衡。反应的恒温和恒压方程及其应用温度对标准平衡常数的影响-1. 化学反应的平衡条件学时）2. 标准平衡常数K 和 rGm 的关系学时）K 的定义，不同反应系统K 的表示形式。 rGm 的计算3. 平衡常数测定及平衡组成计算学时）4. 化学反应的恒温方程学时）5. 化学反应的恒压方程温度对化学平衡的影响学时） 吉布斯亥姆霍兹方程。化学反应的恒压方程及应用6. 影响化学平衡的其他因素学时）压力的影响。惰性气体的影响。其它影响因素。7. 同时反应平衡组成的计算学时）本章内容是热力学的重要应用，应适当详细讲解和举例。K 和 G关系【

12、19】：2，5 反应方向性【1012】：12K 与T的关系【1315】：13, 14 平衡组成计算【1620】：16, 19平衡的其它因素【21】：21 同时平衡【22】：22离子反应计算【】：本章内容相对简单，学生容易理解。但不会直接使用吉布斯亥姆霍兹方程计算反应的 rGm 。相平衡教 案 首 页:单组分系统相图的特点和应用。二组分系统气液平衡（温度组成图，压力组成图）的特点。二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气液平衡相图。二组分系统固液平衡相图，包括生成稳定，不稳定化合物及固态部分互溶的相图。相律的推导和定义杠杆规则。精馏。水蒸气蒸馏。典型单组分和二组分各类相图特点及其应用二组分系统相图

13、的绘制与分析1. 相律学时）相数，组分数，自由度数。相律及其推导。相律应用2. 单组分系统相图学时）水的相图。典型相图（二氧化碳）和稍复杂的相图（硫和碳）3. 二组分系统液相完全互溶的气液平衡相图学时）相律分析与相图特点。理想液态混合物的蒸气压组成图和沸点组成图。一般和最大正、负偏差系统的蒸气压组成和沸点组成图。4. 二组分液态部分互溶及不互溶系统的气液平衡相图学时）5. 二组分系统的液固平衡相图学时）相图实验测定方法，固态完全不互溶、部分互溶和完全互溶系统的典型相图。形成稳定化合物和不稳定化合物系统的典型相图。二组分系统相图的特点与分析本章完整教学需9学时。7学时方案对三组分系统相图不作教学

14、要求（自学了解内容），二组分系统固液系统典型相图略讲，侧重形成稳定和不稳定化合物系统的相图。要求会分析相图和应用，绘制相图为次要内容。?相律应用【1-2】：单组分相图【3-5】：3, 4 双组分：气液相图: 压力-组成关系【6】： 温度-组成【7-8】： 液相部分互溶【99】:9 液相不互溶【10-10】：液固相图： 画相图【11-13】：11，13 分析相图【14-17】：15，16三组分相图【18-18】：（18）学生容易混淆相数和组分数概念。不容易掌握二组分系统各类典型系统的相图特征及其分析方法，需专门讲解分析方法。化学动力学教 案 首 页零级、一级和二级反应的速率方程的积分式及其应用。

15、通过实验建立速率方程的方法。Arrhennius方程及其应用。由反应机理建立速率方程的近似方法:稳态近似法，平衡态近似法。化学反应速率定义及测定方法。反应速率常数及反应级数的概念。基元反应及反应分子数的概念。活化能及指前因子的定义和物理意义。理解对行反应、连串反应和平行反应的动力学特征。活化能的Arrhennius模型。单分子反应的Lindemann（林德曼）机理。链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关系。了解碰撞理论的基本思想和结果。经典过渡状态理论的基本思想速率方程积分式的确定。反应级数的确定方法。Arrhennius方程的应用。1.动力学的基本概念（1 学时）反应：速率，机理。基元反应。质

16、量作用定律。速率方程2.简单级数（0，1，2，n级）的反应速率方程（1 学时）3. 确定反应级数的方法（ 学时）积分法。微分法。半衰期法。隔离法4.温度对反应速率的影响（ 学时）速率随温度变化的规律。阿累尼乌斯方程和活化能的解释。5. 典型的复合反应: 对行, 平行, 连串（ 学时）6. 复杂反应速率方程（ 学时）近似方法, 链反应特征, 爆炸与支链反应7. 反应速率理论简介（ 学时）单分子反应理论, 气体反应碰撞理论, 过渡状态理论8. 化学动力学的热点领域*（结合教学过程介绍，0 学时）本章完整教学约需11学时。8学时方案不介绍化学动力学应用的内容。反应碰撞和过渡状态理论只要求了解其基本思

17、想，公式计算和推导不作要求。各级反应规律【17】：1，6 求级数方法【811】： 8，10，11活化能（kT）【1218】：12, 15, 17 复合反应【1925】: 20，23 近似处理法【2629】：28 反应理论【3031】：29学生不清楚稳态和平衡近似法的应用差别。电化学教 案 首 页Nernst方程及其计算。原电池的图示和电动势的计算方法。各种类型电极的特征。原电池的设计原理及其应用。表征电解质溶液导电能力的物理量（电导率，摩尔电导率）及其测定的应用。电解质活度和离子平均活度因子的概念。可逆电池。原电池电动势与热力学函数的关系。电解质溶液的导电机理和法拉第定律。离子独立运动定律。电

18、极极化的原因和超电势的概念。电解质溶液电导及其应用。电池电动势的计算1.电化学基本概念（学时）导体的分类，原电池与电解池，法拉第定律。离子迁移数。2. 电解质溶液的电导及其应用（学时）3. 电解质溶液的热力学性质学时）4. 可逆电池与电池电动势（学时）5. 原电池热力学（学时）6. 电极电势与电极的种类（学时）电池电动势与电极电势，标准电极电势，电池电动势计算7. 电池设计原理与应用学时）8. 电极极化与电解（简单介绍，学时）本章完整教学需10学时。本方案对迁移数、离子强度、Debye-Huckel极限公式、电极极化和电解作为了解内容，简单介绍。可适当介绍离子液体，新型电池等内容。法拉第定律【

19、12】：1 迁移数【3】：3 电导与摩尔电导率【44】：4电导测定的应用：解离度【57】：7 离子强度与德拜-许克尔公式【88】：原电池的热力学【912】：10 不同电池及应用【1320】：13，16，17，20设计电池及应用【2123】：22 分解电解与极化【24-25】：（24）本章内容相对简单，学生容易接受，但对迁移数、浓差电池相关的计算容易出错。界面现象教 案 首 页Langmuir吸附、单分子层吸附模型和吸附等温式。表面张力和表面Gibbs函数的概念。弯曲界面的附加压力概念和Laplace方程。物理吸附与化学吸附的含义和区别。Gibbs吸附等温式。Kelvin公式及其应用。铺展和铺展

20、系数。润湿、接触角和Young方程。溶液界面的吸附及表面活性物质的概念及其主要作用。溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。固、液界面的吸附及其吸附等温式界面现象的解释1.界面张力与高度分散系统的热力学（1 学时）表面吉布斯函数与界面张力，界面张力的影响因素。含表面的热力学基本方程2. 润湿现象与表面膜（1 学时）润湿现象与润湿的分类。润湿角与杨氏方程。润湿的应用3. 弯曲液面的性质与亚稳态现象（ 学时）弯曲液面的附加压力。毛细管现象。弯曲液面的饱和蒸气压4. 溶液表面（ 学时）溶液表面的吸附现象与表面超量。吉布斯吸附等温方程表面活性剂及其应用。5. 固体表面（ 学时）物理吸附与化学吸附。吸附量与吸附等温线。单分子吸附层理论兰格缪尔吸附等温式本章完整教学需67学时。要求学生会利用所学知识解释润湿、亚稳态、毛细管凝结、吸附等现象以及表明活性剂的作用原理和应用。表面吉布斯函数变【1】：1 附加压力【2】：2 毛细管现象【35】：4，5开尔文公式【69】：6，8 吉布斯公式【1011】：11杨氏方程【1212】：12 液膜*【1313】：13弗罗因德利希吸附【14】： 兰格谬尔吸附【1516】：15本章内容比较实用。结合实际讲解会引起学生的兴趣，但时间要控制合适。学生理解开尔文公式进行亚稳现象的解释有一定困难。