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1、422.010.1 物理化学（）教学大纲学分数 4 周学时 4总学数 72教学目的与要求课程性质：物理化学(B)是生物类各专业本科学生的一门基础课程，学生在修读完普通化学 B、高等数学、普通物理和有机化学课程后可修读本课程。基本内容：物理化学是用物理的理论及实验方法来研究化学变化规律的科学，而生命过程总是与化学反应和物理过程密切相关的，每个生物科学工作者都需要应用物理化学的知识来解决工作中的问题。本课程基本内容有热力学第一、第二、第三定律，溶液，化学平衡和相平衡，电化学，表面现象与胶体及大分子溶液，化学动力学。基本要求：通过本课程的学习，要求学生理解和掌握物理化学中的基本概念和基本原理，解决物
2、理化学等实验中的实际问题，并能在生物系 统中作一些应用，提高学生分析问题和解决问题的能力。教学内容及学时分配：绪论（学时）了解:物理化学的研究对象 物理化学对生物研究的应用。讲课要点：0-1 物理化学的内容与作用0-2 物理化学在生命科学中的应用第一章 热力学第一定律（学时）掌握：全微分和状态函数，功，热，内能，可逆 过程和最大体积功，焓和热容，绝热过程等基本概念，及热力学第一定律的应用和反应焓变的计算方法。理解：理想气体的卡诺循环了解：溶解热与稀释热讲课要点：1-1 热力学的研究1-2 热力学第一定律1-3 可逆过程与最大功1-4 焓和热容1-5 热力学第一定律的应用1-6 绝热过程1-7
3、热化学第二章 热力学第二定律和第三定律(14 学时)掌握：热力学第二定律和第三定律的各种表述及应用；封闭体系热力学的基本方程和 Maxwell 关系式及其应用；各种过程熵变和吉布斯自由能变化的计算方法；掌握各种判据的条件和使用方法和 Clausius-Clapeyron 方程的物理意 义及其应用。理解：化学势在相变化和化学变化中的应用,气体的化学势及逸度的求法，统计热力学的基础。了解：物质的标准熵和标准摩尔生成焓的由来及牛顿图的由来讲课要点：2-1 热力学第二定律2-2 熵的概念和熵变计算2-3 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能2-4 封闭体系的基本方程式2-5 热力学第三定律和规定熵2-6 吉布
4、斯自由能变化的计算2-7 统计热力学基础2-8 纯物质两相间的平衡2-9 气体化学势第三章 溶液（学时）掌握：理想溶液和稀溶液的定义,稀溶液的依数性及其用途，唐南平衡，活度测定的方法和超额函数的概念。理解：集合公式和吉布斯杜亥姆公式的推导和应用了解：渗透系数讲课要点：3-1 偏摩尔量3-2 理想溶液和稀溶液3-3 稀溶液的依数性3-4 实际溶液3-5 在水溶液中生物化学物质的标准生成自由能第四章 化学平衡与相平衡(10 学时)掌握：化学反应等温式、化学反 应亲和势的作用，温度、压力、惰性气体等对理想气体化学反应平衡的影响；溶液中平衡常数的计算；理想气体同时平衡时，平衡常数的表示式。Gibbs
5、相律; 二元相图及其应用。理解：化学反应的耦合，水蒸汽蒸 馏，萃取的原理了解：敞开体系熵变 dS=diS+deS；三元盐水相图。讲课要点：4-1 平衡常数及化学反应等温方程式4-2 复相化学平衡4-3 溶液中的平衡常数4-4 影响化学平衡的因素4-5 同时平衡4-6 反应的耦合4-7 相律4-8 单组分体系的相图4-9 二组分体系的相图及其应用4-10 三组分体系的相图第五章 电化学(10 学时)掌握：摩尔电导的定义，电导测 定的应用；电解质的活度和平均活度系数，离子强度。可逆电极的种类， 电池的表示法和电池反应 ，电动势测定的应用；电池反 应的热力学；生物膜电势。理解：德拜休格尔极限公式及其
6、应用，淌度、迁移数的测定方法，极化作用；塔菲尔方程。了解：浓差电池和液体接界电势讲课要点：5-1 法拉第定律5-2 离子的淌度和迁移数5-3 电导测定的应用5-4 电解质溶液的活度和活度系数5-5 可逆电池的电动势5-6 电池反应的热力学5-7 电动势测定的应用5-8 浓差电池和液体接界电势5-9 生物膜电势5-10 极化作用第六章 表面现象与胶体及大分子溶液(10 学时)掌握：表面张力与表面自由能；杨拉普拉斯方程,开尔文方程；吉布斯吸附等温式和朗缪尔吸附等温式及其适用条件；粒子大小的分布。理解：润湿与铺展；胶团的结构和溶胶稳定性的原因。了解：表面膜；沉降和沉降平衡。讲课要点：6-1 表面张力
7、和表面自由能6-2 弯曲液面的现象6-3 润湿与铺展6-4 溶液表面吸附6-5 不溶性表面膜6-6 气体在固体表面的吸附6-7 胶体及大分子溶液第七章 化学动力学(10 学时)掌握：化学反应的速率、质量作用定律、反应级数和反应分子数的概念；典型复 杂反应的速率常数计算方法；阿累尼乌斯公式，活化能的意 义；稳态近似和平衡态近似的原理及其相互关系；酶的催化机理。理解：微观可逆性原理和仔细平衡原理；理想活塞流和理想回混流的特点；化学弛豫，光化学反应的特点和机理。了解：气体反应的碰撞理论和反应速率的活化络合物理论，分子束反应， 酶抑制剂和抑制机理。讲课要点：7-1 化学动力学的任务和目的7-2 化学反
8、应的速率7-3 化学反应的速率方程7-4 由机理推导速率方程7-5 速率方程的积分形式7-6 仔细平衡原理7-7 温度对速率常数的影响7-8 复杂反应7-9 化学弛豫7-10 流动体系中的反应7-11 反应速率理论7-12 光化学反应7-13 催化作用教学方式：本课程以课堂讲授为主，着重讲 授重点、 难点的章节，并根据学生的水平，适当安排学时让学生讨论。考核方式：评分以期末闭卷考试为主。教材与参考书：教材： 基础物理化学，江逢霖等译，美WALTER J.MOORE 著，复旦大学出版社，1992 年。参考书: 1物理化学学习指导，范康年、邓景发主编，复旦大学出版社，1996年。2物理化学简明教程
9、（第三版），印永嘉、奚正楷、李大珍编，高等教育出版社，1992 年。3物理化学，周日新编，南京大学出版社，1991 年。4生物工作者的物理化学计算，张朝章编，安徽科学技术出版社，1990 年。5物理化学（第三版)，天津大学物理化学教研室编，高等教育出版社，1993 年。本课程历史沿革：本课程是生物类学生修读的一门重要基础课，从 1952 年起开设。先后有 张志炳、朱京、叶秀 贞、李全芝、周伟舫、陆寿蕴、李诚芳、李承瑞、 冯安春、孔德俊、范嘉范和李宏珉等主讲本课程。其中张志炳、朱京、冯安春、范嘉范四位教师这门课长达五个学期之久。从五十年代到八十年代，教材是各位教师自行编写的讲义，在内容上每学期均有所改进，主要参考书为印永嘉等编的物理化学简明教程。九十年代，使用的教材有江逢霖等译的基础物理化学， 还增加了张朝章编的生物工作者的物理化学 计算，周日新编的物理化学等参考书，这对生物类学生更加适用。1994 年学校进行按类教学改革， 冯安春和范嘉范两位教师，根据生物类学生的实际情况，重新调整了课程结构，制定了教学大纲 。现修订的教学大纲以此为依据重新 编写。本大纲于 1995 年已开始在生化、遗传专业试行。编制者：范嘉范审定者：孔德俊，吴性良教研室主任：王怀明系主任：范康年制定日期：1997 年 12 月
