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1、1化工专业物理化学教学大纲 课程名称：物理化学英文名称：Physical Chemistry课程编号：19021019面向专业：化学工程与工艺、制 药 工 程课程学时： 80 学时 课程学分： 5 学分 一、课程的性质与目的本课程为化学工程与工艺、制 药 工 程 专业学生二年级必修的一门重要专业基础课程。物理化学由热力学、化学动力学、电化学、表面化学、相平衡五大部分构成。其中热力学用于研究变化的可能性；动力学研究变化的速率；电化学研究化学能与电能间的转化；表面化学研究化学能与表面能间的转化及表面化学的一些规律；相平衡研究物质在各相中的分布规律以及相平衡的一些特点。通过本课程的学习，学生应比较牢
2、固的掌握物理化学基础理论知识和计算方法，同时还应得到一般科学方法的进一步训练，增长提出问题、分析问题、解决问题的能力。二、课程内容的教学要求1、化学热力学基础（1）气体的 pVT 性质：掌握理想气体状态方程的应用，掌握分压、分体积的概念和分压定律、分体积定律及有关计算，了解范德华方程和压缩因子图，了解临界点 、临界状态以及对应状态原理。（2）热力学第一定律：掌握系统与环境、过程与途径、状态与状态函数、功、热、内能、焓的定义并会应用；掌握热力学平衡态、可逆过程的特点；掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式；熟练掌握物质的 P、V、T 变化、相变化及化学变化过程中计算热、功、内能和焓和各种状态函数变
3、化值的原理和方法；。（3）热力学第二定律：掌握熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准摩尔生成焓、标准摩尔熵、标准摩尔生成吉布斯函数的定义并会应用；掌握热力学第二、第三定律的叙述及数学表达式；熟练掌握物质的 P、V、T 变化、相变化及化学变化过程中计算各种状态函数变化值的原理和方法；能熟练运用各种热力学数据（如热容、相变热、标准摩尔生成焓、标准摩尔熵、标准摩尔生成吉布斯函数等）进行有关计算；掌握熵增原理及熵判据的使用；掌握吉布斯函数判据的使用；了解亥姆霍兹函数判据；掌握热力学基本方程的使用条件及推导方法，了解麦克斯韦关系式及推导；了解节流膨胀过程及焦尔汤姆逊系数。 2、多组分系统热力学（1）偏摩尔量
4、与化学势：掌握偏摩尔量及化学势的概念；掌握纯理想气体及理想气体混合物中任一组分的化学势表达势；了解真实气体化学势的表达式；掌握理想液态混合物和理想稀溶液中任一组分化学势的表达式，了解各化学势表达式中标准态的意义。（2）拉乌尔定律与亨利定律：掌握拉乌尔定律和亨利定律的应用，能熟练运用其进行2有关计算。（3）稀溶液的依数性：掌握稀溶液依数性的应用。（4）逸度和活度：了解逸度、逸度因子、活度、活度因子的概念，了解逸度、活度的简单计算。3、化学平衡（1）化学反应的方向及限度：了解等温方程和等压方程的推导，掌握等温方程和等压方程的应用，能判断一定条件下化学反应可能进行的方向；熟练掌握利用热力学数据进行理
5、想气体反应和有纯凝聚态物质参加的理想气体反应的平衡常数及平衡组成的计算；了解真实气体反应的化学平衡，了解混合物和溶液中的化学平衡。 （2）标准平衡常数：掌握标准平衡常数的定义；。（3）平衡移动：掌握温度、压力、惰性组分、反应物配比等因素对平衡的影响；。 4、相平衡（1）相律：掌握相律的意义并能应用，了解相律的推导；会从相平衡条件推导克拉佩龙方程和克劳修斯克拉佩龙方程，并能应用这些方程进行有关的计算。（2）单组分系统相图：掌握单组分系统典型相图的特点，能对相图进行分析和应用。（3）二组分系统相图：掌握二组分系统典型相图（气-液平衡、液- 液平衡、固-液平衡）的特点，能对相图进行分析和应用；能够用
6、杠杆规则进行分析与计算；了解由实验数据绘制相图的方法，掌握步冷曲线的绘制。5、电化学（1）电解质溶液：掌握表征电解质溶液导电性质的物理量如电导、电导率、摩尔电导率、无限稀释摩尔电导率等的定义及有关计算，了解离子淌度、离子迁移数的概念及计算；了解科尔劳施经验式，掌握离子独立运动定律；掌握离子平均活度及平均活度系数（因子）的概念及有关计算；了解离子氛的概念，掌握离子强度的定义和计算，掌握德拜休克尔极限公式的有关计算。（2）可逆电池：掌握可逆电池的概念，掌握利用所给电池图式或电极写出有关的化学反应，以及根据所给化学反应设计原电池；掌握热力学函数的改变量 rGm、 rSm、 rHm与电动势、电动势温度
7、系数的关系；了解能斯特方程的推导，掌握能斯特方程的应用；掌握电极电势的一套惯用符号和掌握标准电极电势表的应用，掌握电池电动势的测定、计算和应用；了解浓差电池产生的机理，了解液体接界电势产生的原因及盐桥的作用。（3）电解与极化：了解极化作用和超电势的概念，了解浓差超电势和活化超电势产生的原因。6、界面现象（1）界面的性质：掌握表面张力及表面吉布斯函数的概念及其与接触角、润湿、铺展的联系，掌握杨氏方程及应用。（2）弯曲液面和固体表面：了解弯曲液面的附加压力，掌握拉普拉斯公式及开尔文公式的应用，了解介稳状态与新相生成的关系；了解物理吸附与化学吸附的含义和区别；了解朗格缪尔单分子层吸附理论，掌握朗格缪
8、尔吸附等温式的含义及应用，了解弗罗因德利希公式及应用。3（3）溶液表面：了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用，掌握吉布斯吸附等温式的含义和应用，掌握表面过剩（表面吸附量）的概念。7、化学反应动力学（1）反应速率及影响反应速率的因素：掌握化学反应速率的定义及基元反应、反应分子数、反应级数、反应速率常数、速率方程等概念，掌握质量作用定律；了解通过实验建立速率方程的方法，会用尝试法（积分法） 、微分法、半衰期法求反应级数；掌握一级反应和二级反应的特点，掌握其速率方程及应用；了解温度对反应速率的影响，掌握阿累尼乌斯方程及其应用，明确活化能及指前因子的意义；了解典型复杂反应的特征，了解处理对行反应、平
9、行反应和连串反应的动力学方法；会用稳定态近似法、平衡态近似法及速率控制步骤法处理简单的典型复杂反应；了解链反应的动力学特征。（2）反应速率理论：了解基元反应速率理论的基本思想，了解有效碰撞理论和过渡态理论的基本公式和有关概念；了解催化作用的基本特征及多相催化反应的必要步骤，了解各类特殊反应的动力学。8、胶体化学（1）胶体系统的制备及胶团结构：了解分散体系的分类及胶体的定义；掌握胶团结构式的写法，了解漫散双电层理论及 电势。（2）胶体系统的性质：了解丁达尔效应、布朗运动、电泳、电渗等现象及产生的原因。三、能力培养的要求通过本门课程的学习, 学生应比较牢固地掌握物理化学的基本概念、基本理论和计算方
10、法。应使学生得到一般科学方法的进一步训练, 培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。特别是通过热力学和动力学的学习, 使学生进一步熟悉,从实验结果出发进行归纳、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具体问题的一般的科学方法，为进一步学习打下基础。 四、建议学时分配课 程 内 容 讲 课 习题课或课堂讨论物 理 化 学 68 12绪论及气体的 PVT 关系 4热力学第一定律 6 2热力学第二定律 8多组分系统热力学 6期中考试 2化学平衡 6相平衡 6电化学 8 2界面现象 64化学动力学 8 2胶体化学 6复习 4机动 4合 计 68 12六、考核方式总评成绩平时成绩（包括作业和实验）期中考试成绩期末考试成绩 平时成绩占 10；期中考试成绩 20%；期末考试成绩占 70七、教材及参考书1. 天津大学编.物理化学（第四版），高等教育出版社，20012傅献彩等编.物理化学（第四版），高等教育出版社，19903. 朱文涛编著.物理化学，清华大学出版社，19954. 肖衍繁、李文斌主编.物理化学解题指南，天津大学出版社，20035. 桑希勤主编.物理化学知识要点与习题解析，哈尔滨工程大学出版社，20056. 张业主编.物理化学学习指导，化学工业出版社，2003起草人： 化学课程教学指导小组
