简明物理化学山东大学教学大纲_物理化学教学大纲

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《物理化学》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称：物理化学

课程英文名称：Physical Chemistry

课程所属单位： 化学与环境工程系

课程面向专业：环境工程 课程类型：考试课 总学时：68

二、课程性质与目的物理化学是研究化学中的原理和方法，以及化学系统行为最一般规律和理论的学科，是化学的理论基础。

学生通过物理化学的学习，将增强其工作适应能力，应变能力和开辟新的研究邻域的能力。学好物理化学对于学生创造性思维和创新能力的培养，具有十分重要的作用，使之有可能站在国际科技发展的前沿。

三、课程教学内容与要求

（一）热力学第一定律

1、教学内容与要求：

（1）热力学基本概念：掌握系统和环境，广度性质和强度性质，状态，状态函数、途径函数，过程和途径，热和功，内能的概念。

（2）热力学第一定律：掌握封闭系统热力学第一定律及其数学表达式。了解焦耳实验，掌握理想气体内能仅为温度的函数。掌握焓的概念。

（3）过程热的计算。掌握恒容摩尔热容，恒压摩尔热容定义及应用，计算简单状态变化恒容热效应和恒压热效应及U和H计算。掌握理想气体Cv,m和Cp,m关系。掌握摩尔相变热概念及相变热效应计算。掌握标准摩尔反应焓，标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓概念及标态下化学反应热效应的计算。

（4）可逆过程体积功：掌握可逆过程概念。可逆过程体积功的计算公式。掌握理想气体恒温可逆过程，绝热可逆过程体积功的计算。

（5）节流膨胀：了解焦耳-汤姆逊实验。熟悉节流膨胀过程的热力学特征。

2、教学重点：（1）热力学基本概念。（2）封闭系统热力学第一定律。（3）过程热计算。（4）可逆过程与可逆体积功计算

3、教学难点：（1）过程热的计算（2）可逆过程与可逆体积功的计算。

（二）热力学第二定律：

1、教学内容与要求：

（1）热力学第二定律:熵函数，熟悉热力学第二定律的二种表述，掌握熵函数概念，掌握熵判据。

（2）熵差的计算：掌握简单状态变化过程熵差计算，相变过程熵差计算，标准熵及标准态下化学反应标准熵差计算，系统熵差及环境熵差计算。

（3）赫姆亥兹函数，吉布斯函数:掌握赫姆亥兹函数，赫姆亥兹函数的定义，掌握A、G判据，掌握A、G计算。

（4）热力学基本方程，麦克斯韦关系式:掌握组成恒定封闭系统，仅做体积功过程的热力学基本方程及麦克斯韦关系，了解其他热力学关系式。

2、教学重点：

（1）熵函数，熵判据，熵差的计算。

（2）赫姆亥兹函数、吉布斯函数，A、G判据。（3）热力学基本方程,麦克斯韦关系式。

（三）化学势

1、教学内容与要求：

掌握化学势基本式。掌握化学势判据。掌握组成不恒定系统仅做体积功过程热力学基本方程。掌握理想气体。理想溶液，理想稀溶液各组分的化学式表达式，掌握理想溶液的性质。

2、教学重点：

化学势基本式，化学势表达式

3、教学难点： 化学势判据。

（四）化学平衡

1、教学内容与要求

（1）化学反应的平衡条件：掌握摩尔反应吉氏函数及化学反应平衡条件。（2）标准平衡常数：掌握范特荷夫等温方程，标准平衡常数。

（3）温度对标准平衡常数的影响：掌握标准平衡常数与温度的函数关系相关计算。

2、教学重点：（1）化学反应平衡条件。（2）标准平衡常数。（3）标准平衡常数与温度关系。

3、教学难点：标准平衡常数与温度关系。

（五）多相平衡

1、教学内容与要求

（1）相律：熟悉多相系统的平衡条件。掌握相律（2）单组分系统的相图：掌握克-克方程，熟悉水的相图

（3）完全互溶双液系的相图：熟悉理想完全互溶的双液系的P-x图，T-x图。掌握杠杆规则。熟悉真实完全互溶双液系的相图。理解精馏原理。

（4）部分互溶双液系的相图：理解液体在液体中的溶解度问题。掌握部分互溶双液系的沸点组成图相图分析。

（5）二组分液-固平衡系统相图

理解简单低共熔混和物，利用步冷曲线绘制相图。掌握形成稳定化合物的相图，形成不稳定化合物的相图。

2、教学重点：（1）相律。（2）克-克方程（3）完全互溶双液系相图（4）部分互溶双液系相图（5）二组分固-液平衡系统的相图。

3、教学难点：（1）部分互溶双液系相图（2）形成不稳定化合物的固-液平衡系统相图。

（七）电化学

1、教学内容和要求

（1）电解质溶液：熟悉电解池、原电池概念。理解离子的电迁移现象，了解电迁移数，电迁移率，电导率，摩尔电导率，极限摩尔电导率，独立离子运动定律。掌握相关计算及应用。掌握电解质平均活度和平均活度系数计算。

（2）可逆电池：理解可逆电池概念。了解电极种类，了解电动势测定方法。掌握可逆电池rGm、rSm、rHm、Qr计算。了解能斯特理论，液接电势及消除。熟悉原电池设计及浓差电池。

（3）电解和极化：理解分解电压，电极的极化，超电势。了解电极极化原因，掌握电解时的电极反应，了解金属腐蚀与防腐及化学电源。

2、教学重点：（1）电解质溶液、电导率、电解质的摩尔电导率、电解质平均活度与平均活度系数。（2）可逆电池及可逆电池反应rGm、rSm、rHm、Qr计算。

3、教学难点：

（1）电导率、摩尔电导率、平均活度与平均活度系数。（2）可逆电池反应rGm、rSm、rHm、Qr计算。（3）液接电势及消除

（八）表面现象与分散系统

1、教学内容与要求

（1）表面张力：熟悉表面张力，比表面功，比表面吉氏函数的概念，了解影响表面张力的因素。掌握适用于高度分散系统的热力学基本方程。

（2）润湿现象：熟悉润湿的分类，掌握杨氏方程，计算润湿角，熟悉表面张力与润湿种类关系。

（3）弯曲液面下附加压力：掌握拉普拉斯方程，计算弯曲液面下附加压力。熟悉表面张力测定方法。掌握开尔文公式，计算微小液滴、气泡、晶体的饱和蒸气压，理解各种毛细现象。

（4）表面上吸附作用：了解固体表面吸附，物理吸附，化学吸附，熟悉兰格缪尔的等温吸附理论。理解溶液表面的吸附现象，掌握吉布斯吸附公式。了解表面活性物质的结构，分类和基本性质。

2、教学重点：（1）表面张力概念（2）杨氏方程，润湿角（3）弯曲液面下附加压强，拉普拉斯公式，开尔文公式，各种毛细现象（4）溶液表面的吸附，表面活性物质。

3、教学难点：（1）表面张力（2）拉普拉斯公式，开尔文公式，各种毛细现象（3）溶液表面的吸附。

四、教学环节与教学要求：

1、预习：学生在上课前应预习课程内容，对其有初步印象，带着问题听讲。

2、讲授：教师应突出重难点讲授，注意前后内容联贯性，知识系统性，引导学生提高分析问题的能力，学生应做好笔记，以便复习。

3、复习：学生课后应整理笔记，总结学习的知识点。

4、作业：在复习基础上，完成适量作业，掌握物理化学的基本计算方法，教师应及时批改，以了解学生知识掌握情况，做为平时成绩重要依据。

5、答疑：针对以上教学环节中的问题，解决学生学习中的薄弱环节。

六、课程考核办法：

闭卷笔试。

七、教材与主要参考书：

1、教材：

物理化学简明教程(第四版)主编:印永嘉,李大珍等 出版社:高等教育出版社

2、参考书：

物理化学（第五版）

主编：南京大学物理化学教研室 出版社：高等教育出版社