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1、温州大学物理化学课程教学大纲课程名称：物理化学学分/总学时：5/90面向专业：应用化学 面向年级：2005级制 订 者：物理化学研究所 修订日期：2006年12月一、课程简介（1）课程性质物理化学是运用物理的理论和实验方法来研究化学运动普遍规律的一门科学，属于化学学科下面的二级学科。它不仅是化学类专业的“四大化学”基础课程之一的理论课，而且也是化工、材料、生物、环境等学科的一门专业基础课。物理化学课程的教学包括理论教学及实验教学，实验教学单独开课。（2）教学目的通过本课程的教学，应使学生熟悉和掌握物理化学的基本概念、基本理论及基本计算方法，得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。这种训练和
2、培养应贯穿于课程教学的全过程中，使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论，并使学生初步具有结合具体条件运用物理化学的基本原理去分析和解决实际问题的能力。（3）教学要求物理化学理论研究方法有热力学方法、动力学方法、统计力学方法和量子力学方法。量子力学内容在独立开课的结构化学课程中讲述。对应化专业的学生来说，上述四种方法的教学都是基本的，并且后两种方法的教学必须进一步得到重视。因此，本课程以化学热力学、化学动力学为基础，在加强基本知识、基本理论和基本方法教学的同时，应注意适度反映现代物理化学学科领域发展的新动向和新趋势。在课程教学内容的设置上，主要包括化学热力学、
3、化学动力学、电化学、胶体与界面化学等几个部分。要求学生较好地掌握热力学方法和动力学方法。在课程教学中应贯彻理论联系实际以及少而精的原则，使学生了解并掌握物理化学的基本理论，以增强他们分析问题和解决问题的能力。通过教学的各个环节应使学生达到各章中所提的基本要求。讲授内容应分清主次，在注意系统性的原则下，着重讲解教材的重点与难点。习题课是重要的教学环节，教师必须予以重视。讲授时要注意国家颁布的法定计量单位和标准符号系统的使用。（4）先修课程：无机化学、分析化学、大学物理、高等数学。（5）教学方式：以电子课件讲授为主要形式的课堂教学，辅以讨论课、习题课等。（6）考核方式：闭卷考试。课程成绩评定方式如
4、下：1、平时成绩：包括出勤、课堂提问、作业等，占10。2、期中考核成绩：占20。3、期末考试成绩：占70。4、综合考核成绩：总成绩 = 平时（10%）+ 期中（20%）+ 期末（70%）。（7）学时安排：本课程教学总时数为90学时，每学期45学时。各教学环节的学时安排如下表：课程教学学时安排表学期章节学 时理论实验合计第一学期第一章 气体第二章 热力学第一定律第三章 热力学第二定律第四章 化学势第五章 化学平衡第六章 相平衡59116685911668合 计4545第二学期第七章 统计热力学基础第八章 电化学第九章 化学动力学第十章 表面现象第十一章 胶体91212669121266合 计45
5、45二、推荐教材和参考书目（1）推荐教材物理化学（第四版），天津大学物理化学教研室编，高等教育出版社，2001。（2）参考书（1） 物理化学（第五版），南京大学物理化学教研室，高等教育出版社，2005。（2） 多媒体CAI物理化学（第四版），傅玉普主编，大连理工大学出版社，2004。（3） 物理化学（上、中、下）（第四版），胡英主编，高等教育出版社，2000。（4） 物理化学，韩德刚等编，高等教育出版社，2002。（5） 物理化学简明教程（第三版），印永嘉等编，高等教育出版社，1992。（6） Physical Chemistry（7th Ed.）, P. W. Atkins, Oxford
6、University Press, 2002.（7） Physical Chemistry（5th Ed.）, Ira N. Levine, McGraw-Hill, 2002.（8） 物理化学导学（复习导引例题解析考研训练）（南大第五版），陈亚芍编，科学出版社，2006.（9） 物理化学全程导学及习题全解（南大第五版），于文静主编，中国时代经济出版社，2006.（10） 物理化学（概念辨析解题方法）（高校核心课程学习指导丛书），范崇正，杭瑚，蒋淮渭编，中国科学技术大学出版社，2004.（11） 高等物理化学（国家理科基地课程建设教材），刘寿长编著，郑州大学出版社，2005.（12） 物理化学
7、核心教程（化学核心教程立体化教材系列），沈文霞编，科学出版社，2004.三、授课内容第一章 气体（5学时）1.1 理想气体的状态方程1.2 分压定律和分体积定律1.3 范德华方程1.4 气体的液化和临界状态1.5 压缩因子Z第二章 热力学第一定律（9学时）2.1 热力学研究对象及其限度2.2 基本概念2.3 热力学第一定律2.4 体积功、可逆过程2.5 恒容热、恒压热及焓2.6 理想气体的内能和焓2.7 热容2.8 相变热2.9 绝热过程2.10化学反应的热效应2.11基尔戈夫方程第三章 热力学第二定律（11学时）3.1 热力学第二定律3.2 卡诺循环3.3 熵3.4 熵增加原理3.5 熵变的
8、计算3.6 热力学第三定律3.7 自由能和自由焓3.8 变化方向的判断及判据3.9 热力学基本公式和麦克斯韦关系式3.10G随温度的变化吉布斯-亥姆霍兹方程第四章 化学势（6学时）4.1 偏摩尔量4.2 偏摩尔自由焓化学位4.3 气体的化学位4.4 理想溶液中物质的化学位4.5 稀溶液中物质的化学位4.6 稀溶液的依数性4.7 非理想溶液中物质的化学位第五章 化学平衡（6学时）5.1 化学反应等温式5.2 温度对平衡常数的影响范特霍夫等压方程5.3 其它因素对平衡的影响5.4 实际气体的化学平衡第六章 多相平衡（8学时）6.1 相律6.2 单组分体系水的相图6.3 克劳修斯-克拉贝龙方程6.4
9、 二组分完全互溶物系的气-液平衡相图6.5 二组分液态部分互溶物系6.6 二组分体系的固-液平衡相图第七章 统计热力学基础（9学时）7.1 基本概念7.2 粒子体系的分布及微观状态数7.3 波尔兹曼分布定律7.4 热力学函数与配分函数的关系7.5 分子配分函数的计算7.6 理想气体反应的平衡常数第八章 电化学（12学时）8.1第二类导体及法拉第定律8.2 溶液的电导8.3 离子的迁移数8.4 电导测定的应用8.5 电解质溶液的活度8.6 可逆电池及其电动势8.7 可逆电池热力学8.8 电极电位8.9 浓差电池及扩散电位8.10极化作用第九章 化学动力学（12学时）9.1基本概念9.2浓度对反应
10、速度的影响9.3温度对反应速率的影响9.4反应速度理论简介9.5典型复杂反应第十章 表面现象（6学时）10.1表面自由焓和表面张力10.2润湿现象10.3弯曲表面的附加压力和毛细现象10.4开尔文公式10.5气体在固体表面上的吸附及吸附理论10.6溶液表面吸附10.7表面活性物质第十一章 胶体（6学时）10.1溶胶的动力性质和光学性质10.2溶胶的电学性质10.3溶胶的稳定性和聚沉作用10.4溶胶的制备和净化四、基本要求基本要求按深入程序分为“了解”、“理解”和“掌握”三个层次。1、化学热力学热力学基础理解下列热力学基本概念：平衡状态、状态函数、可逆过程、热力学标准态。理解热力学第一、第二、第
11、三定律的叙述及数学表达式，明确内能、焓、熵、Helmholtz函数和Gibbs函数等热力学函数的概念。掌握在物质的P、V、T变化，相变化和化学变化过程中计算热、功和各种状态函数变化值的原理与方法。在将热力学一般关系式应用于特定体系的时候，会应用状态方程（主要是理解气体状态方程，其次是Vander Waal方程和物性数据，如热容、相变热、蒸气压等）。掌握熵增原理和各种平衡判据。理解热力学公式的适用条件。理解热力学基本方程Maxwell关系式。了解用热力学基本方程和Maxwell关系式推导重要热力学公式的演绎方法。理解偏摩尔量和化学势的概念。会从相平衡条件推导Clapeyron和Clapeyron
12、-Clausius方程，并能应用这些方程于有关的计算。掌握Raoult定律和Henry定律以及它们的应用。理解理想体系中各组分化学势的表达式。理解逸度和活度的概念，了解逸度和活度的标准态和对组分活度系数的简单计算和意义。化学平衡明确标准平衡常数的定义；了解等温方程的推导；掌握用等温方程判断化学反应的方向和限度的方法。 会用热力学数据计算标准平衡常数；了解等压方程的推导；理解温度对标准平衡常数的影响；会用等压方程计算不同温度下的标准平衡常数。了解压力和惰性气体对化学反应平衡组成的影响。相平衡理解组分数 相数、自由度的概念。掌握单组分体系和二组分系统典型相图的特点和应用；能用杠杆规划进行计算；能用
13、相律分析简单的相图。2、统计热力学基础了解独立子体系的微观状态、能量分布和宏观状态的关系。理解统计热力学的基本假设。理解Boltzmann能量分布及其适用条件。理解配分函数的定义、物理意义；掌握双原子分子平动、转动和振动配分函数的计算。理解独立子体系的能量、熵与配分函数的关系。3、化学动力学理解化学反应速率、反应速率系数及反应级数的概念；掌握通过实验建立速率方程的方法。 掌握一级和二级反应的速率系数及其应用。理解对峙反应、连串反应和平行反应的动力学特征。理解基元反应及反应分子数的概念，掌握由反应机理建立速率方程的近似方法（稳定态近似法、平衡态近似法）；了解链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关系
14、。掌握Arrhenius方程及其应用；理解活化能及指前因子的定义和物理意义。了解简单碰撞理论的基本思想和结果；了解经典过渡状态理论的基本思想、基本公式及有关概念。4、电化学了解电解质溶液的导电机理；理解离子迁移数。理解表征电解质溶液导电能力的物理量（电导率、摩尔电导率）。理解电解质活度和离子平均活度系数的概念。了解离子氛的概念和Debye-Huckel极限公式。理解原电池电动势与热力学函数的关系；掌握Nernst方程及其计算。掌握各种类型电极的特征，理解电动势测定的主要应用。理解产生电极极化的原因和超电势的概念。5、表面现象理解表面张力和表面Gibbs函数的概念。理解弯曲界面的附加压力概念和Laplace公式。理解Kelvin公式及其应用。了解辅展和铺展系数；了解润湿、接触角。了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用；理解Gibbs吸附等温式。了解物理吸附与化学吸附的含义和区别；
