《物理化学》教学大纲（平台课）课程名称物理化学（上、下）课程编号92009015、92009016 课程学时102课程学分 5开设年级二年级教研室化学负责人李宗孝《物理化学》教学大纲目录第一部分：说明---------------------------------------1 第二部分：教学内容及学时安排-------------------------1 第三部分：附录--------------------------------------13《物理化学》教学大纲化学专业第一部分说明一、物理化学的目的和任务物理化学是化学专业的一门基础理论课程，它是研究化学体系行为最一般的宏观和微观的规律，是化学各学科间、化学与相邻学科间相互交叉和渗透的理论基础。

本课程的任务是介绍化学热力学，化学动力学，电化学和胶体化学的基本原理和方法。

通过课堂讲授、讨论、习题课以及计算机辅助教学相结合的教学方法，达到学习本课程的目的。

为培养出类拔萃的化学工作者，使其在未来的科研、教学工作中能开展创造性的工作，打下坚实的基础。

二、物理化学的基本要求通过本课程的学习，要求学生系统地掌握物理化学的基本原理和方法，并能用以分析和解决一些实际的化学问题。

1、对本门课程中主要的基本概念和基本原理能掌握其来源含义和运用范围。

2、注重物理化学的公式推导和应用，同时注意所引进的条件和实际情况。

3、物理化学习题的计算，必须方法正确、步骤简明、结果准确。

4、了解物理化学的发展及前沿动态。

三、学时分配本课程教学总时数为102学时，其中讲授总时数为94学时，习题课8学时，教师在使用大纲时讲授次序及课时分配可灵活掌握，102学时以外作为加深加宽内容以号（*）标志。

第二部分物理化学的基本内容绪论[教学目标]1、了解物理化学的内容、任务、研究方法及在国民经济中的作用；2、学习物理化学的方法及要求。

[教学重难点] 物理化学的内容、任务；学习物理化学的方法。

[教学时数] 1学时[教学内容]1、物理化学的研究对象及内容；2、物理化学的研究方法；3、物理化学的形成及发展前景；4、学好物理化学的方法。

第一章气体[教学目标]1、掌握理想气体状态方程、熟悉真实气体的行为及范德华方程；2、了解气体的液化及临界参数。

3、理解对应状态原理，会使用压缩因子图[教学重难点]理想气体状态方程及其应用、范德华方程，实际气体的性质及其计算。

[教学时数] 4学时[教学内容]1.1 理想气体状态方程：理想气体状态方程、理想气体模型、摩尔气体常数。

1.2 理想气体混合物：混合物的组成、理想气体状态方程对理想气体混合物的应用、道尔顿定律、阿马加定律。

1.3 气体的液化及临界参数：液体的饱和蒸气压、临界常数、真实气体的P-Vm图及气体的液化、1.4 真实气体状态方程和范德华方程1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图：压缩因子、对应状态原理、化压缩因子图。

第二章热力学第一定律及其应用[教学目标]1、明确热力学的一些基本概念。

2、较熟练的应用热力学第一定律计算理想气体各种过程的△U、△H、Q、W；3、较熟练的应用生成焓、燃烧热来计算反应热。

掌握赫斯定律和基尔霍夫定律的应用；4、了解热力学第一定律的微观说明。

[教学重难点]1、可逆过程的概念，状态函数的特性；2、热力学第一定律的应用；3、焦耳-汤姆逊效应；4、反应热的计算；5、基尔霍夫定律的应用。

[教学时数] 10学时[教学内容]2.1热力学概论热力学的内容、研究方法和局限性；体系与环境；平衡状态与状态函数；过程与途径；功与热。

2.2 热力学第一定律2.3 准静态过程与可逆过程2.4 焓和热容2.5 热力学第一定律对理想气体的应用2.6 实际气体焦耳-汤姆逊效应；实际气体的△U和△H。

2.7 热化学2.8 赫斯定律2.9 几种热效应化合物的生成焓；离子生成焓；燃烧焓；溶解热和稀释热。

2.10 反应热与温度的关系——基尔霍夫定律2.11 绝热反应-非等温反应2.12 热力学第一定律的微观说明[考核目标] 基本概念的理解；热力学第一定律及其应用；热化学的有关计算。

第三章热力学第二定律[教学目标]1、明确热力学第二定律的意义；2、熟记熵、亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能的定义，明确其物理意义；3、明确△S、△F、△G判定变化方向及限度的条件；4、记住热力学的基本关系式，掌握△F、△G、△S的计算方法；5、较熟练地运用吉布斯-亥姆霍兹公式；6、了解热力学第三定律的内容，明确规定熵的意义、计算及其应用；7、初步了解不可逆过程热力学关于熵流和熵产生的基本内容。

[教学重难点]1、熵的概念及△S的计算及判据；2、△G计算及判据；3、麦克斯韦关系式及其应用。

[教学时数] 10学时[教学内容]3.1 自发变化的共同特征3.2 热力学第二定律3.3 卡诺定理3.4 熵的概念3.5 克劳修斯不等式与熵增加原理3.6 熵变的计算3.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义3.8 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能3.9 △G的计算示例3.10 几个热力学函数间的关系基本公式；特性函数；麦克斯韦关系式及其应用；吉布斯-亥姆霍兹方程式；吉布斯自由能与压力的关系。

3.11热力学第三定律与规定熵3.12不可逆过程热力学简介[考核目标]1、基本概念；2、△S、△F、△G的计算及判据3、吉布斯-亥姆霍兹公式、麦克斯韦关系式及其应用第四章多组分体系热力学及其在溶液中的应用[教学目标]1、明确偏摩尔量和化学势的意义及区别；2、明确理想液态混合物的定义及通性；3、了解拉乌尔定律和亨利定律的区别；4、掌握逸度和活度的概念及真实气体逸度的计算；5、掌握各组分化学势的表示式和标准态的概念；6、熟练运用稀溶液依数性公式。

[教学重难点]1、偏摩尔量和化学位的定义及区别。

2、气体和溶液各组分化学势的表达式及各项意义；3、逸度、活度的概念；4、稀溶液依数性的热力学推导及应用。

[教学时数] 8学时[教学内容]4.1 溶液组成的表示法4.2多组分体中物质的偏摩尔量和化学势偏摩尔量的定义；偏摩尔量的集合公式；吉布斯-杜亥姆公式；化学势的定义；化学势在相平衡中的应用；化学势与温度、压力的关系。

4.3稀溶液中的两个经验定律拉乌尔定律；亨利定律4.4 混合气体中各组分的化学势理想气体的化学势；非理想气体的化学势；逸度系数的求法。

4.5理想溶液的定义、通性及各组分的化学势4.6稀溶液中各组分的化学势4.7理想溶液和稀溶液的微观说明4.8稀溶液的依数性4.9吉布斯-杜亥姆公式和杜亥姆-马居耳公式4.10非理想溶液非理想溶液中各组分的化学势；渗透系数；超额函数。

4.11分配定律[考核目标]1、各组分化学势的表达；2、理想溶液的定义及通性；3、稀溶液依数公式的应用。

第五章相平衡[教学目标]1、明确相、组分数、自由度和相律的意义；2、较熟练地运用克拉贝龙和克拉贝龙-克劳修斯方程；3、能看懂相图，并能用相律分析相图；4、能运用相图解决一些简单的分离提纯问题。

[教学重难点]1、相律；2、克拉贝龙-克劳修斯方程的应用；3、二组分体系相图的特点及应用。

[教学时数] 8学时[教学内容]5.1 多相体系平衡的一般条件5.2 相律5.3 单组分体系的相图水的相图；单组分体系的两相平衡；克拉贝龙方程式；外压与蒸气压的关系。

5.4 二组分体系的相图及其应用双液系、固液系相图及应用5.5 三组分体系的相图及其应用等边三角形坐标表示法；部分互溶的三液体体系；二固体和一液体的水盐体系；三组分低共熔混合物的相图。

[考核目标]1、相律；2、单组分体系的两相平衡；3、二组分体系相图的分析及应用。

第六章化学平衡[教学目标]1、能从化学势角度理解化学平衡条件；2、理解并掌握化学反应等温式的意义和应用，学会标准生成吉布斯自由能计算平衡常数；3、掌握各种因素（T、P、惰性气体等）对平衡的影响；4、能根据标准热力学函数的表值计算平衡常数；5、了解同时平衡、反应耦合、近似计算等的处理方法。

[教学重难点]1、化学反应等温式的应用；2、用热力学函数计算平衡常数；3、标准平衡常数与温度的关系。

[教学时数] 6学时[教学内容]6.1 化学反应的平衡条件和化学反应的亲和势6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式气相反应的平衡常数；溶液中反应的平衡常数。

6.3 平衡常数的表示式6.4 复相化学平衡6.5 平衡常数的测定和平衡转化率的计算6.6 标准生成吉布斯自由能标准状态下反应的吉布斯自由能变化值；标准摩尔生成吉布斯自由能。

6.7温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响6.8同时平衡；反应的耦合；近似计算6.9生物能力学简介[考核目标] 平衡常数的计算及各种因素对平衡的影响第七章统计热力学基础[教学目标]通过本章的教学使学生初步了解统计热力学的基本研究方法，各种独立子系统的微观状态数的求法，不同系统的统计规律，系统的各热力学函数的表示式，配分函数的计算，固体的热容理论导出的基本思路。

[教学重难点]统计热力学的基本研究方法，不同系统的微观状态数的计算，玻尔兹曼分布律的含义，系统的热力学函数的表示式，配分函数的计算，不同的固体热容理论的基本方法。

[教学时数] 4学时[教学内容]7.1 概论7.2 Boltzmann 统计7.3 配分函数7.4 各配分函数的计算7.5 配分函数对热力学函数的贡献7.6 单原子理想气体热力学函数的计算[考核目标] 系统的各热力学函数的表示式，配分函数的计算第八章电解质溶液[教学目标]1、掌握迁移数的测定方法；2、明确电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系；3、熟悉离子独立移动定律及电导测定的一些应用；4、了解迁移数与摩尔电导率、离子迁移率之间的关系；5、弄清楚电解质的离子平均活度系数的意义及其计算方法；6、了解强电解质溶液理论，并会使用德拜-休克尔极限公式。

[教学重难点]1、迁移率和迁移数的概念及迁移数的测定；2、电导率和摩尔电导率的概念及电导测定的一些应用。

[教学时数] 6学时[教学内容]8.1 电化学的基本概念和法拉第定律8.2 离子的电迁移和迁移数离子的电迁移现象、迁移率、迁移数及迁移数的测定8.3 电导电导、电导率、摩尔电导率；电导的测定；离子独立移动定律；电导测定的一些应用。

8.4 强电解质溶液理论简介电解质的平均活度和平均活度系数；离子强度；强电解质溶液的离子互吸理论；德拜-休克尔-昂萨格电导理论；*德拜-休克尔极限公式。

[考核目标]1、迁移数计算；2、电导测定的应用；3、电解质的活度、离子的平均活度、平均活度系数、平均质量摩尔浓度之间的关系。

第九章可逆电池的电动势及其应用[教学目标]1、明确电动势与反应的摩尔自由能变化值的关系；2、能熟练正确的写出电极反应和电池反应并能计算其电动势；3、能把简单的化学反应设计成电池反应；4、掌握由电动势及电池的温度系数计算反应的摩尔焓变和摩尔熵变；5、了解电动势产生的机理及电动势测定的一些应用。