《物理化学》教学讲解大纲化工系116学时.doc

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1、《物理化学》教学大纲(材料与化工学院环境工程、高分子、应用化学、化工工艺等专业本科适用)参考学时：116学分：7课程编号：040801一、本课程的性质和任务物理化学是研究化学变化以及与化学变化相关联的物理变化的基本原理和共同规律的科学，它是化工、轻工、冶金、材料、环保等专业的一门理论性强的必修课，包括理论教学和实验教学两部分。本课程的任务是在已经学过高等教学、物理学、无机化学、有机化学等先修课程的基础上，通过本课程的理论教学，要求学生理解物理化学的基本概念，掌握物理化学的基本原理，对于物理化学中的重要公式，不仅要理解其意义，还应从推导过程引入的条件明确其适用范围。

2、要求学生能根据题意，使用合适的公式和查阅所需的数据，并注意有效数字，对重要的计算要求有一定的熟练程度。通过课程的实验教学，要求学生初步掌握物理化学实验中一些常用仪器的使用方法，提高基本实验技能和动手能力，对仪器的选择和配套有所了解，学会处理实验数据，掌握做图方法，学会撰写完整的实验报告。总之，通过本课程的教学，使学生进一步获得一般科学方法的训练，进一步熟悉从实验结果出发进行归纳和演绎及由假设和模型上升为理论，并结合具体条件应用理论解决实际问题的一般方法，为学习后继课程打下必要的基础。二、本课程的基本内容理论教学部分（一）绪论：物理化学研究的对象、方法及研究物理化学

3、的重要意义（二）热力学第一定律几个基本概念：体系、环境、状态和状态性质。可逆过程、功、热和内能。热力学第一定律的经典说法及其数学表达式。理想气体的内能和焓。功和热的计算。恒压热、恒容热、绝热过程。实际气体的节流膨胀。化学反应的热效应，盖斯定律，生成热及燃烧热。反应热与温度的关系。（三）热力学第二定律自发过程的共同特征，热力学第二定律的经典表述。熵函数推导，熵的概念，克劳修斯不等式，熵变的计算和应用。熵的物理意义及热力学第三定律。亥姆霍茨自由能和吉布斯自由能，过程方向和限度的判据总结。热力学函数的一些重要关系式。ΔG的计算。吉布斯一亥姆霍茨方程。（四）化学势偏摩尔量

4、，化学势。气体物质的化学势，理想溶液，稀溶液中物质的化学势。不挥发性溶质稀溶液的依数性。非理想溶液中物质的化学势及活度的概念。（五）化学平衡化学反应的方向和限度及其判据，反应的标准吉布斯自由能变化，化学反应等温方程，平衡常数的热力学推导及平衡常数的各种表示方法，平衡常数的实验测定及平衡混合物的组成计算。温度、压力、惰性气体对平衡的影响。（六）多相平衡相律：几个基本概念（相、物种数，组分数、自由度数）相律的热力学推导单组分系统克劳修斯—克拉贝龙方程。水的相图二组分系统：完全互溶双液系统（蒸气压—组成图，沸点—组成图，杠杆原理，分馏原理）；部分互溶双液系统；完全不互溶

5、双液系统；简单低共熔混合物系统（有稳定化合物生成的系统，有不稳定化合物生成的系统）；有固溶体生成的系统。（七）电化学电解原溶液：离子的迁移数，电解质溶液的电导，摩尔电导，比电导的测定及计算。摩尔电导与浓度的关系，离子独立运动定律，强电解质溶液的活度及活度系数。电导的应用。可逆电池电动势：可逆电池具备的条件，可逆电池种类。标准电池，电池反应与电池表示式的“互译”。可逆电池热力学。电极电势，标准氢电极及参比电极，电极电势及电池电动势的计算，电动势测定的应用。不可逆电极过程，电极的极化，过电势的测定，不可逆情况下电池的端电压及电解池的分解电压。电解时的电极反应。极化的应

6、用。（八）表面现象与分散系统表面现象：表面自由能与表面张力，纯液体的表面现象（弯曲液面的附加压力，弯曲液面上的饱和蒸气压）；气体在固体表面上的吸咐（吸附类型，吸咐等温式）；溶液表面的吸附现象。表面活性物质的吸附层结构，表面活性物质及其作用。分散系统：分散系统的分类，溶胶的光学性质及力学性质（丁达尔效应、布朗运动、沉降及沉降平衡），溶胶的电性质（溶胶的双电层，胶体的结构，溶胶的聚沉和絮凝，乳状液等）。（九）化学动力学基本原理反应速率公式及其测定方法，反应机理的含义，基元反应，简单级数反应，反应级数、反应分子数等概念。简单级数反应的速率公式，反应级数的测定，反应速率与

7、温度的关系（包括活化能的概念）。双分子反应的简单碰撞理论，过渡状态理论，单分子反应理论简介。（十）复合反应动力学典型复合反应，（对峙反应、平衡反应、连串反应）链反应及特点，复合反应的近似处理法（稳态处理法等）。催化反应，催化作用的基本原理，催化作用的特性，均相催化与多相催化反应动力学。实验部分1．燃烧热的测定2．液体饱和蒸气压的测定3．凝固点降低法测分子量4．双液系的气液平衡相图5．分配系数与平衡常数的测定6．电池电动势的测定7．乙酸乙酯皂化速率常数的测定8．蔗糖水解速率常数的测定9.电泳及聚沉值的测定10．表面张力的测定三、本课程的教学基本要求（一）理论教学部分

8、1．热力学