第十讲化学与环境工程学院物理化学课程教案
物理化学课程教案
物理化学课程教案第一篇：物理化学课程教案第十二章化学动力学基础（二）教学目的与要求: 使学生了解和掌握化学反应速率理论发展的动态，两种速率理论的具体的内容，基本思路及其成功和不足之处。
上一章介绍了化学动力学的基本概念，简单级数反应的动力学规律和等征，复杂反应的动力学规律，温度对反应速率的影响以及链反应等，同时还介绍了反应机理的一般确定的方法，在这一章中，主要介绍各种反应的速率理论。
重点与难点: 反应速率理论的基本假定和一些基本概念，基本结论：阈能，势能面，反应坐标，能垒高度，以及阈能，能垒高度等与活化能的关系等。
§12．1 碰撞理论碰撞理论的基本假定碰撞理论认为：（1）发生反应的首要条件是碰撞，可以把这种碰撞看成是两个硬球的碰撞；（2）只有碰撞时相互作用能超过某一临界值时才能发生反应，化学反应的速率就是有效碰撞的次数。
双分子的互碰频率设：要发生碰撞的两个分子是球体，单位体积内Ａ分子的数目为NA，B分子数为NB，分子的直径为dD和dB，则碰撞时两个分子可以接触的最小距离为dAB=(dA+dB)/2。
当A、B两个分子在空间以速度vA,vB运动时，为了研究两个分了的碰撞，通过坐标变换，可以把两个分子的各自的运动变换为两个分子重心的运动（质量为M=mA+mB）和质量为μ=(m1m2)/(m1+m2)的假想粒子以相对速度vr的相对运动。
此时两个分子的运动的能量可以表示为：11112222E=m1v1+m2v2=(m1+m2)vM+μvr2222式中vM为分子的质心的运动速度。
由于分子的质心的运动和分子碰撞无关，可以不予考虑。
而两个分子的平均相对运动速度为vr=碰撞频率为8RTπμ由此可以得到A，B分子的，相同分子之间的碰撞频率为2ZAA=πdA2ZAB=πdAB8RTπμNANB8RTπμ22NA=2πdA A、B 两个分子相互碰撞过程的微观模型几个基本概念：碰撞参数：通过Ａ，Ｂ两分子的质心，而与相对速率平行的两条直线的距离RT2NAπMAb称为碰撞参数。
物理化学讲义演示教案(2024)
界面现象及表面张力概念
2024/1/29
界面现象概述
01
描述不同相界面处的物理和化学现象，如吸附、润湿、乳化等
。
表面张力定义及影响因素
02
解释表面张力的概念，讨论温度、浓度和添加剂等因素对表面
张力的影响。
界面现象应用
03
介绍界面现象在日常生活、工业生产和科学研究中的应用，如
洗涤剂去污、泡沫稳定等。
分子极性与化学键类型
阐述分子极性的概念，分析其与化学键类型之间的关系。
分子间力与物质性质
介绍分子间力的类型，探讨其与物质性质之间的关系。
2024/1/29
配位键与物质性质
阐述配位键的形成及其对物质性质的影响。
25
晶体结构和性质关系探讨
晶体结构与物理性 质
分析晶体结构类型与物理性质之间的关系，如熔点、沸点 、硬度等。
物理化学讲义演示教 案
2024/1/29
1
目录
2024/1/29
• 课程介绍与教学目标 • 热力学基础 • 化学动力学基础 • 电化学与界伸
2
01 课程介绍与教学目标
2024/1/29
3
物理化学定义及研究内容
2024/1/29
溶液组成表示方法及性质变化规律
溶液组成表示方法
介绍质量分数、摩尔分数、物质 的量浓度等溶液组成表示方法。
溶液性质变化规律
阐述溶液性质（如蒸气压、沸点 、凝固点等）随组成变化的一般
规律。
依数性与非依数性
讲解溶液的依数性（如蒸气压下 降、沸点升高、凝固点降低等） 和非依数性（如渗透压）及其与
溶液组成的关系。
教学要求
要求学生掌握物理化学的基本理论和 实验技能，能够运用所学知识分析和 解决实际问题，具备创新精神和实践 能力。
物理化学课程教案
催化作用的基本原理
阐述催化作用的基本原理，包括降低 活化能、改变反应途径和提供活化中 心等。
催化剂的活性与选择性
分析催化剂的活性、选择性和稳定性 的影响因素及其调控方法，讨论催化 剂的设计与优化策略。
催化反应在工业中的应用
探讨催化反应在石油化工、精细化工 和环保等领域的应用实例及其经济效 益和社会效益。
02
表面自由能
液体表面分子比内部分子具有 额外的能量，是表面现象产生
的根本原因。
03
弯曲液面附加压力
液面弯曲时，内外压力差导致 附加压力的产生。
吸附作用与表面活性剂
01
02
03
吸附作用
物质在界面上的富集现象 ，分为物理吸附和化学吸 附。
表面活性剂
能显著降低溶液表面张力 的物质，具有亲水基和疏 水基。
实验数据处理与误差分析
实验数据记录与处理
培训学生掌握实验数据的记录、整理和 处理方法，包括数据表格的绘制、图表
的生成等。
误差分析方法
教授学生常用的误差分析方法，如比 较法、残差法等，用于评估实验结果
的可靠性和精度。
误差来源与分类
讲解实验误差的来源和分类，如系统 误差、随机误差等，帮助学生理解误 差对实验结果的影响。
动力学方程的应用
阐述动力学方程在化学工程、环境科学和生物化学等领域的应用， 如预测反应进程、优化反应条件和解释实验现象等。
复杂反应的动力学方程
探讨复杂反应（如平行反应、连续反应和自催化反应等）的动力学 方程建立方法及其特点。
催化剂与催化作用
催化剂的定义与分类
介绍催化剂的定义、分类及其特点， 包括均相催化、多相催化和生物催化 等。
包括热力学、动力学、电化学、表面化学 、胶体化学等分支领域。
化学与环境工程学院物理化学(下)课程教案
专业化学化工教师谢修银授课时间2008～2009第一学期
第12章
第十二章表面现象
第20次课
学时
2
教学目的
1.掌握表面吸附量的概念和Gibbs吸附等温式
2.了解表面活性剂的作用
3.理解物理吸附与化学吸附的区别
教材分析
重点
表面吸附量的概念和Gibbs吸附等温式
难点
朗格缪尔吸附等温方程式：
12.5.4可以计算每个分子所占的截面积Am：
11.6表面活性剂及其应用
1、表面活性物质的基本性质
2、表面活性剂的分类
•亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance)
•HLB值=[亲水基质量/（亲水基质量+憎水基质量）]×100/5
表面吸附量的概念和Gibbs吸附等温
教学方法
讲授
教学手段
多媒体结合传统教学
教学过程
教学内容
第十二章表面现象
12.5液体的表面吸附表面活性物质
12.5.1溶液表面层的吸附现象
溶液浓度与表面张力的关系
表面活性物质；正吸附和负吸附；非表面活性物质
12.5.2Gibbs等温吸附方程式
；
12.5.3表面吸附量与溶液浓度的关系
•石蜡无亲水基，所以HLB=0
•聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。
•其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间
•在2～6之间，可作油包水型的乳化剂；
•8～10之间作润湿剂；
•12～18之间作为水包油型乳化剂。
表面活性剂的重要作用：
润湿作用、起泡作用、增溶作用、乳化作用、洗涤作用等。
教
学
后
记
《物理化学教案》
《物理化学教案》一、引言1. 课程目标：使学生掌握物理化学的基本概念、原理和方法，培养学生运用物理化学知识分析和解决实际问题的能力。
2. 教学内容：本章主要介绍物理化学的基本概念、物理学和化学的基本定律，以及物质的状态和相变。
3. 教学方法：采用讲授、讨论、实验相结合的方式进行教学。
二、基本概念1. 物理化学的定义：物理化学是研究物质的性质、状态、变化和能量转化的学科。
2. 物质的量：物质的量是衡量物质含量的基本单位，常用的物质的量有摩尔、克等。
3. 浓度：浓度是描述溶液中溶质含量的一个指标，常用的浓度有摩尔浓度、质量浓度等。
三、物理学和化学的基本定律1. 质量守恒定律：在任何物理化学变化中，系统的总质量始终保持不变。
2. 能量守恒定律：在任何物理化学变化中，系统的总能量始终保持不变。
3. 热力学第一定律：系统的内能变化等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量。
4. 热力学第二定律：自然界中的过程总是朝着熵增加的方向进行。
四、物质的状态和相变1. 固态：固态物质具有固定的形状和体积，分子间相互作用力较强。
2. 液态：液态物质具有固定的体积，但没有固定的形状，分子间相互作用力较弱。
3. 气态：气态物质没有固定的形状和体积，分子间相互作用力很弱。
4. 相变：物质在不同条件下，从一种状态转变到另一种状态的过程，如融化、沸腾、升华等。
五、溶液的性质1. 溶液的定义：溶液是由溶剂和溶质组成的均匀混合物。
2. 溶液的浓度：溶液中溶质的含量，常用摩尔浓度、质量浓度等表示。
3. 溶液的渗透压：溶液中溶质浓度差异导致的压力差，用于描述溶液的渗透性质。
4. 溶液的酸碱性：溶液中氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）的浓度，用pH 值表示。
六、化学平衡1. 平衡态的定义：在平衡态下，化学反应的正反两个方向进行的速率相等，系统的浓度、压力、温度等物理量保持不变。
2. 平衡常数：平衡常数是描述化学平衡状态的一个指标，它表示在一定温度下，反应物和物浓度的比值。
《物理化学教案》word版
《物理化学教案》word版教案：物理化学一、教学内容本节课我们学习的是物理化学中的第一章节，主要内容有：温度、压力、体积、物质的量、质量守恒定律等。
通过本节课的学习，让学生了解和掌握物理化学的基本概念和基本原理。
二、教学目标1. 了解温度的概念和计量单位，理解温度与热量之间的关系。
2. 掌握压力的概念和计量单位，了解压力的作用效果。
3. 理解体积的概念，掌握体积的计量单位。
4. 掌握物质的量的概念和计量单位，了解物质的量的计算方法。
5. 理解质量守恒定律的含义和应用。
三、教学难点与重点1. 教学难点：温度、压力、体积、物质的量等概念的理解和应用。
2. 教学重点：温度与热量之间的关系，压力的作用效果，物质的量的计算方法，质量守恒定律的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：黑板、粉笔、温度计、压力计、体积计、物质。
2. 学具：笔记本、笔、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察和描述周围环境中温度的变化，如季节变化、气候变化等。
2. 概念讲解：讲解温度的概念和计量单位，通过示例让学生理解温度与热量之间的关系。
3. 实例演示：通过压力计、体积计等教具的演示，让学生了解压力的概念和作用效果。
4. 计算练习：让学生根据给定的物质的质量、体积等信息，计算物质的量。
5. 定律讲解：讲解质量守恒定律的含义和应用，通过示例让学生理解质量守恒定律的重要性。
6. 随堂练习：布置一些有关温度、压力、体积、物质的量、质量守恒定律的练习题，让学生进行练习。
六、板书设计1. 温度：定义、计量单位、与热量之间的关系。
2. 压力：定义、计量单位、作用效果。
3. 体积：定义、计量单位。
4. 物质的量：定义、计量单位、计算方法。
5. 质量守恒定律：含义、应用。
七、作业设计1. 题目：计算物质的量已知某种物质的质量为50克，密度为1.0克/立方厘米，求该物质的体积。
答案：该物质的体积为50立方厘米。
2. 题目：应用质量守恒定律某化学反应的反应物质量为20克，物质量为30克，求反应中参与反应的物质的量。
《物理化学教案》
03 化学动力学基础
化学反应速率及影响因素
化学反应速率定义
单位时间内反应物或生成物浓度的变化量。
影响因素
反应物浓度、温度、压力、催化剂等。
速率方程与速率常数
通过实验测定不同条件下的反应速率，建立速率方程，求得速率 常数。
碰撞理论与活化能概念
碰撞理论
分子间发生有效碰撞是化学反应发生的必要条件，有效碰撞频率 与分子浓度、温度、活化能等因素有关。
《物理化学教案》
目录
• 课程介绍与教学目标 • 热力学基础 • 化学动力学基础 • 电化学原理及应用 • 表面现象与胶体化学 • 物质结构与性质关系 • 总结回顾与拓展延伸
01 课程介绍与教学 目标
物理化学定义及研究内容
物理化学定义
物理化学是研究物质的物理现象和化学变化之间关系的科学，探讨物质的结构 、性质、能量转化以及化学反应的速率和机理等问题。
表面现象与胶体
涉及表面张力、润湿现象、弯 曲液面的附加压力、胶体等内 容。
拓展延伸：前沿领域介绍
纳米材料物理化学
探讨纳米尺度下物质的特殊物理化学性质，如量子尺寸效 应、表面效应等，以及纳米材料在能源、环境、生物医学 等领域的应用前景。
绿色化学与可持续发展
关注如何减少化学工业生产对环境的影响，发展绿色合成 方法和技术，实现资源的有效利用和环境的保护。
吸附作用及其在生活生产中应用
01
吸附作用的类型和特点
吸附作用可分为物理吸附和化学吸附两种类型。物理吸附是由分子间力
引起的，吸附热小且容易脱附；化学吸附则涉及电子转移或共有，吸附
热大且不易脱附。
02
吸附等温线的类型及意义
吸附等温线描述了在一定温度下，吸附量随平衡压力变化的关系。常见
物理化学课程教案
物理化学课程教案一、教案概述1.1 课程定位物理化学是化学学科的一个重要分支，本课程旨在帮助学生掌握物理化学的基本概念、基本理论和基本方法，培养学生的科学思维能力和实验技能，为学生后续相关专业课程的学习打下坚实基础。
1.2 教学目标通过本课程的学习，学生应能：（1）理解并掌握物理化学的基本概念、基本理论和基本方法；（2）能够运用物理化学知识分析和解决实际问题；（3）培养科学思维能力和实验技能；（4）提高学生的综合素质和创新能力。
二、教学内容2.1 课程内容（1）热力学基本概念和定律；（2）化学平衡与反应速率；（3）电化学；（4）胶体与界面化学；（5）物质结构与性质的关系。
2.2 教学安排每个教学内容安排2-4个学时，共计32个学时。
三、教学方法与手段3.1 教学方法采用课堂讲授、讨论和实验相结合的教学方法，注重培养学生的科学思维能力和实验技能。
3.2 教学手段利用多媒体课件、实验装置和仪器等教学手段，提高教学效果和学生的学习兴趣。
四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业和实验报告，占总评的40%。
4.2 期末考试包括理论知识测试和实验技能考核，占总评的60%。
五、教学资源5.1 教材推荐使用《物理化学》（第五版），作者：王士录、李志贤。
5.2 实验设备热力学实验装置、电化学实验装置、胶体实验装置等。
5.3 辅助资料提供相关学术论文、教学视频和网络资源，供学生自主学习和拓展。
六、教学活动设计6.1 导入新课通过与生活实例相关的物理化学现象，激发学生的学习兴趣，引导学生思考并引入新课程。
6.2 课堂讲授结合多媒体课件，生动、直观地讲解物理化学的基本概念、理论和方法。
6.3 课堂讨论鼓励学生积极参与课堂讨论，提出问题、分享观点，培养学生的科学思维能力。
6.4 实验操作与分析组织学生进行实验操作，引导学生观察实验现象，分析实验结果，培养学生的实验技能。
六、教学活动设计6.1 导入新课通过与生活实例相关的物理化学现象，激发学生的学习兴趣，引导学生思考并引入新课程。
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反应进度随时刻t的变化率
10.1.3 反应速率
10.1.4反应速率的测定
-- 绘制动力学曲线：反应中各物质浓度随时刻的变化曲线
1)化学方法 2)物理方法
10.2 几个差不多概念
10.2.1基元反应（elementary reaction）
10.2.2复杂反应（总包反应）（overall reaction）
1.5级
*反应级数与反应分子数的区别
讨论：
请举例说明，什么样的反应既有反应级数又有反应分子数？
什么样的反应只有反应级数而无反应分子数？
什么样的反应既无反应级数又无反应分子数？
10.2.8反应速率系数k（rate coefficient of reaction）
说明1、各物质kB的数值与所选物质有关（k单位速率常数）
2、 有量纲的量
例7-1写出各种复杂反应中参加反应物质浓度随时的变化率
教
学
后
记
教材分析
重点
化学反应速率的表示方法，化学反应速率系数
难点
化学反应速率系数物理意义的明白得
教学方法
讲授
教学手段
多媒体结合传统教学
教学过程
教学内容
第十章 化学动力学基础（一）
引言：化学动力学的任务和目的；化学热力学和化学动力学的区别
10.1 反应速率的表示方法
速度与速率 ，瞬时速率
10.1.1组分速率--rB
第十讲化学与环境工程学院物理化学课程教案
专业化学化工教师谢修银授课时刻2008～2009第一学期
第10章
化学动力学基础（一）
第10次课
学时
2
教学目的
1. 把握化学反应动力学的重要差不多概念如化学反应速率、反应速率系数和反应级数等概念
2. 了解反应速率与浓度关系的体会方程的一样形式，
3. 明白得宏观反应速率系数的物理意义及单位
10.2.3反应机理（reaction mechanism）
10.2.4反应分子数 (molecularity of reaction)
10.2.5 速率方程(rate equation)
10.2.6质量作用定律（law of mass action）
10.2.7反应级数（order of reaction）