《物理化学A》课程教学大纲

《物理化学A》课程教学大纲

课程代码：050431031

课程英文名称：Physical Chemistry

课程总学时：56 讲课：56

适用专业：无机非金属材料工程、粉体材料科学与工程专业

大纲编写（修订）时间：2017.11

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

本课程是无机非金属材料工程专业、粉体材料科学与工程专业的专业基础课，必修课。本课程教学目标为：掌握物理化学的基本理论；具有初步的分析和解决物理化学问题的能力；培养学生具有创新创业精神和卓越工程师意识。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

（1）知识方面的基本要求

掌握热、功、焓等热力学参数的基本概念，理解热力学第一定律的含义。能够利用热力学第一定律与盖斯定律计算化学反应的热效应。了解基尔戈夫定律的基本内容。

掌握热力学第二定律的内容，掌握熵的基本概念，掌握热力学函数间的关系式。掌握克劳修斯-克莱贝龙方程式。

掌握化学平衡常数的基本概念，掌握吉布斯自由能与温度变化的关系。了解标准生成吉布斯自由能与温度的关系图，了解影响平衡的因素。

掌握化学势、偏摩尔量的基本概念，掌握稀溶液的基本定律。了解活度的基本概念。

（2）能力方面的基本要求

具备利用化学热力学及动力学理论分析解决涉及化学反应的实际问题的能力；具有运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的初步能力。

（3）技能方面的基本要求

学能够进行常规的物理化学计算，掌握常规的物理化学试验仪器的使用方法。

（三）实施说明

本教学大纲依据专业指导性教学计划制定，指导教学环节。

(1)理论教学环节

(2)教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学。

对课程中的重点、难点问题着重讲解。由于本课程理论性较强，因此在教学过程中要注重强调基本理论和基础知识。

采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；通过课堂讲解例题，加强对基础知识与基本理论的理解。通过作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。

（2）实践教学环节

根据知识、能力、技能方面的要求，安排实验项目，设置部分综合性、设计性实验提高学生分析解决实际问题的能力。

（四）对先修课的要求

在讲授本课前，学生应修完高等数学、无机化学、大学物理等课程。

（五）对习题课、实践环节的要求

（1）习题要求

习题是本课程的一个不可缺少的环节，每一章节都应有足够的习题练习，针对需掌握及难理

解的内容选择习题。

（2）实践环节要求

每项实验要求学生依据实验指导书预习、写出合格实验报告。

（六）课程考核方式

1.考核方式：考试

2.考核目标：在考核学生对掌握物理化学的基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析、解决实际问题，实验结果的分析解释方面的能力。

3.成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占20%，期末考试成绩占70%。

（七）参考书目

《物理化学》（第3版），王淑兰主编，梁英教主审，冶金工业出版社，出版时间：2009 《物理化学习题解答》，王淑兰、霍玉秋、边立君编著，冶金工业出版社，出版时间：2009.3 《物理化学学习指导》，张积树、孟阿兰、葛晓萍等编，化学工业出版社，出版时间：2002.7 《物理化学学习指导》，董元彦、李宝华、路福绥、尹业平主编，科学出版社，出版时间：2005

二、中文摘要

本课程是无机非金属材料专业学生必修的一门理论性很强的专业基础课程。课程通过对化学热力学理论的讲授，使学生掌握热力学三大定律方面的基本知识、基本原理和基本方法，使学生能够准确、深入地理解热力学所涉及到的基本概念，掌握各主要公式的适用条件，能灵活运用物理基本原理分析和解决实际问题。课程主要内容包括热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡、溶液。本课程将为后续课程的学习以及毕业论文工作奠定重要的基础。

三、课程学时分配表（标题黑体4号）

四、教学内容及基本要求

第01部分热力学第一定律

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0

具体内容:

1.热、功、焓及状态函数的概念;

2.不同过程的△U、△H、Q、W的计算；

3.盖斯定律；

4.各种热效应；

5.热效应与温度的关系；

6.非恒温反应热。

重点:

状态函数、可逆过程热力学第一定律及其应用、盖斯定律及应用、热效应与温度的关系。难点:

可逆过程及非恒温反应热。

习题:

热力学第一定律的计算；可逆过程与膨胀功的计算；盖斯定律的计算。

第02部分热力学第二定律

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0

具体内容:

1.热力学第二定律的经典表述;

2.卡诺循环;

3.熵的概念、熵变的计算及其应用;

4.Helmholz自由能、Gibbs自由能;

5.热力学函数的一些重要关系式。

重点:

熵概念及熵变计算，熵增加原理。△A和△G判据。

难点:

熵变的导出，熵变的计算，△A、△S、△G判据的应用。

习题:

熵变的计算；吉布斯自由能的计算；热力学函数间关系的证明与计算。

第03部分化学平衡

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0

具体内容:

1.化学反应的方向和限度;

2.化学反应的标准Gibbs自由能变化;

3.Van’tHoff等温方程式;

4.影响平衡的因素。

重点:

应用温度对平衡常数的影响进行平衡常数及平衡组成的计算。

难点:

Van’tHoff方程式的的推导应用。

习题:

多相平衡、分解压的计算；吉布斯自由能的计算；吉布斯自由能与温度间关系的计算；平衡常数的计算。

第04部分溶液

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0

具体内容:

1.偏摩尔量与化学势的基本基本概念；

2.稀溶液的基本定律；

3.理想溶液的概念；

4.活度的基本概念。

重点:

稀溶液的基本定律。

难点:

拉乌尔定律与亨利定律的应用。

习题:

化学势与稀溶液基本定律的计算；稀溶液的依数性的应用；活度的计算。第05部分相平衡

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0

具体内容:

1.单元系相图；

2.相律；

3.二元溶液的蒸气压-组成图；

4.二元溶液的沸点组成图；

5.生成简单共晶的二元系；

6.生成化合物的二元系；

7.固态部分互溶的二元系；

重点:

相律、生成简单共晶的二元系

难点:

二元溶液的蒸气压-组成图、二元溶液的沸点组成图

第06部分表面现象

总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0

具体内容:

1.表面张力；

2.表面自由能；

3.弯曲液面的附加压力、气泡最大压力法测定表面张力；

4.润湿现象、接触角；

5.固体对气体的吸附作用、吸附曲线；

6.吸附等温方程；

重点:

表面张力、表面自由能、吸附等温方程；

难点:

吸附等温方程

第07部分化学动力学

具体内容:

1.反应速度与浓度的关系；

2.反应级数的测定；

3.典型复杂反应；

4.温度对反应速度的影响；

重点:

反应速度与浓度的关系、温度对反应速度的影响

难点:

温度对反应速度的影响