《物理化学》教学大纲(Physical Chemistry)课程名称、对象 教学内容 （平衡篇 | 统计篇 | 速率篇 | 扩展篇 | 参考书 | 教学学时安排 |考试方法 ） 实验部分一、课程名称、对象名称：物理化学 (Physical Chemistry)授课对象：化学工程、生物工程、环境工程、制药工程、高分子材料工程及应用 化学等本科专业学时：应用化学专业104 学时，其他专业 96 学时二、教学内容平衡篇| 物质的 pVT性质 | 热力学第一定律 | 热力学第二定律 | 多组分系统热力学| 化学平衡 | 相平衡 | 物理化学的平衡篇主要研究平衡规律：当系统的一个平衡态由于条件变化而 变化为另一个平衡态时，能量、体积和各物质的数量变化的规律平衡篇共6 章，第 1 章物质的 pVT性质，主要介绍理想气体和真实气体的pVT关系及普遍化 计算第 2 章和第 3 章介绍热力学定律、热力学基本方程及纯物质特性第4 章介绍多元系统的热力学特性 第 5 章介绍化学平衡规律 第 6 章介绍相平衡规 律第一章物质的 pVT性质一、本章基本要求?掌握理想气体状态方程掌握理想气体的宏观定义及微观模型?掌握分压、分体积概念及计算。
理解真实气体与理想气体的偏差、临界现象掌握饱和蒸气压概念理解范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子图，了解对比状态方程 及其它真实气体方程二、教学内容1. 理想气体及状态方程 分压定律、分体积定律2. 真实气体 真实气体与理想气体的偏差、 范德华方程 . 真实气体的液化 (C02的 p-V 图) 、临界 现象、临界参数3. 对应状态原理及压缩因子图 对比参数、对应状态原理用压缩因子图进行普遍化计算 三、介绍本章涉及的科学家史话四、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例 篇首| 页首| 第二章热力学第一定律一、本章基本要求?理解系统与环境、 状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念， 了解可逆过程的概念掌握热力学第一定律文字表述和数学表达式理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应 焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念掌握热力学第一定律在纯 P V T 变化、在相变化及化学变化中 的应用，掌握计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法二、教学内容1、基本概念及术语 系统、环境、性质、状态、状态函数、平衡态、过程、途径2、热力学第一定律 功、热、热力学能 (内能) ，热力学第一定律。
恒容热、恒压热、焓3、. 可逆过程体积功的计算 可逆过程 . 恒温可逆过程与绝热可逆过程功的计算4、热容 平均热容、真热容定压摩尔热容、定容摩尔热容Cp，m与 Cv，m的关系5、热力学第一定律对理想气体的应用 焦耳实验，理想气体的热力学能与焓，理想气体的热容差，理想气体的恒温、恒 压、恒容与绝热过程6、相变焓*7、溶解熔与稀释焓8、标准摩尔反应焓 反应进度，标准态，标准摩尔反应焓，标准摩尔生成焓及标准摩尔燃烧焓. 标准 摩尔反应焓与温度的关系9、热力学第一定律对实际气体的应用 实际气体的热性能与焓焦耳-- 汤姆生效应、节流系数10、热力学第一定律在稳流过程的应用三、介绍本章涉及的科学家史话四、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例 篇首| 页首| 第三章热力学第二定律一、本章基本要求?理解自发过程、卡诺循环、卡诺定理 掌握热力学第二定律的文字表述和数学表达式 理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义；掌握熵增原理、熵判据、 亥姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据掌握物质纯 PVT变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算 及热力学第二定律的应用掌握主要热力学公式的推导和适用条件掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式；理解推导热力学公式的演绎方 法。
理解克拉佩龙方程、克劳修斯――克拉佩龙方程，掌握其计算二、教学内容1. 热力学第二定律 自发过程的共同特征，热力学第二定律的文字表述卡诺循环及卡诺定理，热力学第二定律的数学表达式，熵增原理及熵判据2. 熵变计算 简单 p.V.T 变化过程的熵变可逆相变与不可逆相变，相变过程的熵变3. 热力学第三定律 热力学第三定律，规定熵、标准熵化学反应熵变的计算4. 亥姆霍兹函数与吉布斯函数的定义，恒温恒容过程与恒温恒压过程方向的判 据，亥姆霍兹函数与吉布斯函数变化的计算5. 热力学基本方程和麦克斯韦关系式 热力学基本方程，麦克斯韦关系式证明热力学等式的一般方法6. 热力学第二定律应用举例 -- 克拉佩龙方程和克劳修斯 - 克拉佩龙方程 三、介绍本章涉及的科学家史话四、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例 篇首| 页首| 第四章多组分系统热力学一、本章基本要求?了解混合物与溶液的区别，会各种组成表示之间的换算理解拉乌尔定律、享利定律，掌握其有关计算了解稀溶液的依数性，并理解其应用理解偏摩尔量及化学势的概念了解化学势判别式的使用理解理想液态混合物的定义，理解混合性质了解理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学 势的表达式。
理解逸度的定义，了解逸度的计算理解活度及活度系数的概念了解真实理想液态混合物、真实溶液中各 组分化学势的表达式二、教学内容1. 拉乌尔定律与享利定律2. 偏摩尔量与化学势 偏摩尔体积及其它偏摩尔量. 吉布斯 -- 杜亥姆方程化学势，理想气体化学势，真实气体的化学势3. 理想液态混合物理想液态混合物中任一组分的化学势，理想液态混合物的混合性质4. 理想稀溶液 溶剂、溶质的化学势分配定律稀溶液的依数性 (蒸气压下降，凝固点降低，沸点升高，渗透压) 5. 逸度与逸度系数 逸度及逸度系数概念、计算及普遍化逸度系数图，路易斯-- 兰德尔逸度规则6. 活度及活度系数 真实液态混合物，真实溶液中各组分的活度及活度系数，标准态 三、介绍本章涉及的科学家史话四、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例 篇首| 页首| 第五章化学平衡一、本章基本要求?了解热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔反应熵定义及计 算理解摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔生成吉 布斯函数定义及应用了解化学反应过程的推动力掌握标准平衡常数的定义理解等温方程和范特霍夫方程的推导及应 用掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一定条件下 化学反应可能进行的方向 , 会分析温度、压力、组成等因素对平衡的影 响。
了解真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡二、教学内容1. 化学反应的方向和限度 反应的吉布斯函数变化，化学反应平衡的条件. 标准平衡常数的导出，化学反应 等温方程式2. 理想气体反应的平衡常数 标准平衡常数的性质， K 、Kp、Kc 、Ky、Kn的关系，平衡常数及平衡组成的计 算3. 有纯态凝聚相参加的理想气体反应 标准平衡常数的表示式，分解压力与分解温度4. 标准摩尔反应吉布斯函数ΔrGm， ΔrGm= RTlnK ， 标准摩尔生成吉布斯 函数ΔfGm 、ΔrGm 的计算5. 温度对标准平衡常数的影响 吉布斯一亥姆霍兹方程，范特霍夫方程，不同温度下平衡常数的求算6. 其它因素 ( 浓度、压力、惰性组分 )对平衡的影响7. 同时平衡8. 真实气体的化学平衡*9. 混合物及溶液中的化学平衡三、介绍本章涉及的科学家史话四、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例 篇首| 页首| 第六章相平衡一、本章基本要求?理解相律的意义、推导，掌握其应用掌握单组分系统、二组分气―― 液平衡系统和二组分凝聚系统典型相图的分析和应用掌握用杠杆规则进行分析与计算了解由实验数据绘制简单相图的方法二、教学内容1. 相律 相、组分数、自由度数，相律的推导。
2. 单组分系统相平衡 水的相图3. 两组分液态完全互溶系统的气-液平衡 理想液态混合物的p-X 图、T-X 图，杠杆规则真实液态混合物的p-X 图、T-X 图，恒沸混合物，精馏原理4. 两组分液态部分互溶系统气- 液平衡 部分互溶系统的温度 - 溶解度图部分互溶系统的气 -液平衡相图 (T-X 图) 5. 两组分液态完全不互溶系统的气- 液平衡 T-X 图，p-T 图，水蒸汽蒸馏6. 两组分系统的液一固平衡两组分固态不互溶凝聚系统相图（生成低共熔混合物的相图，水 盐系统相图 ) 生成化合物 (稳定、不稳定 ) 的凝聚系统相图两组分固态互溶 ( 完全互溶、部分互溶 )系统的相图热分析法及步冷曲线、溶解度法， 三、介绍本章涉及的科学家史话四、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例 篇首| 页首| 统计篇| 独立子系统统计热力学 |*相依子系统统计热力学 |物理化学统计篇的内容从微观到宏观的层次它研究由大量微观粒 子所构成的系统的平衡性质和速率性质，提供由物质的微观特性预测物 质宏观性质的普遍规律和方法本篇主要介绍独立子系统的统计热力学， 化学类专业适当介绍相依子的统计热力学第七章统计热力学初步一、本章基本要求?了解统计热力学的基本假设。
了解粒子的运动形式、 能级分布与状态分布了解分布的微态数及系统的 总微态数了解最概然分布及平恒分布?理解玻尔兹曼分布的意义和应用理解粒子配分函数的意义及计算?理解热力学函数与配分函数的关系二、教学内容独立子系统统计热力学1、基本概念 统计系统分类、粒子的运动形式各种运动形式的能级公式能级 分布与状态分布2．分布的微态数及系统的总微态数 分布微态数的计算，系统的总微态数3. 最可几分布与平衡分布 等概率假设，最概然分布波尔兹曼分布 ( 拉格朗日待定乘数法 )最概然分布与平衡分布的关系4 粒子配分函数的计算 配分函数的析因子性质，能量零点对配函数的影响平动配分函 数的计算，双原子分子转动，振动配分函数的计算5. 粒子配分函数与系统热力学性质的关系 理想气体的热力学性质理想气体的统计热力学模型理想气体的全配分函数理想气体的状态方程式理想气体的热力学与热容理想气体的统计熵理想气体的化学平衡常数平衡常数的统计表达式 三、介绍本章涉及的科学家史话四、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例 篇首| 页首| *相依子系统统计热力学*1．统计系综理论 标本系统，系综微正则系综，正则系综，巨正则系综2．正则系综 标本系统按系统的微观状态的分布，正则分布，热力学函数与正 则配分函数的关系式。
3．正则配分函数和位形配分函数 经典相空间的量子力学修正，位形配分函数，正则配分函数，独 立子系统， pVT关系 篇首| 页首| 速率篇速率篇在宏观层次上讨论化学变化随时间及温度的变化规律及反应 机理，以及基元反应的速率理论和各类反应（光化学、溶液中的反应、 催化反应等）的宏观规律第八章化学动力学基础一、本章基本要求?理解化学反应速率、理解基元反应及反应分子数的概念反应速率常数以及反应级数的概念掌握通过实验确立速率方程的方法掌握一级、二级、 n 级反应的速率方程及其应用了解典型复杂反应的特征了解处理对行反应、平行反应和连串反应的动力学方法理解定态近似法、 平衡态近似法及速率决定步骤等处理复杂反应的近似 方法理解阿累尼乌斯方程的意义，并掌握其应用理解活化能及指前因子的 意义了解基元反应速率理论的基本思想理解气相双分子碰撞理论和过渡状 态理论的基本公式及有关概念了解链反应动力学的特点了解多相反应的基本步骤了解催化作用、光化学反应及溶液中反应的特征二、教学内容1. 化学反应的速率 反应速率的表示方法及实验测定2. 化学反应的速率方程（微分式） 基元反应，基元反应的速率方程-- 质量作用定律，反应分子数。
速率方程的一般形式 . 反应级数速率常数3. 速率方程的积分式 零级、一级、二级及n 级反应的特点 . 半衰期4. 速率方程的确定 微。