《高等物理化学》课程教学大纲

《高等物理化学》教学大纲一、课程基本信息课程名称高等物理化学CourseName课程编码SCC823421030开课院部理学院课程团队（未设置）学分3.0课内学时48讲授48实验0上机0实践0课外学时0适用专业本研一体化班（化学化工类）授课语言中文先修课程物理化学（2-1）、物理化学（2-2）课程简介（限选）高等物理化学是化学专业硕士研究生专业核心课程。内容包括物理化学基本知识的应用、物理化学理论的拓展和对学科前沿内容的了解。高等物理化学内容包括：物理化学核心内容、物理化学内容拓展及应用；多相催化动力学、非平衡态热力学、非线性动力学、物理化学研究进展讲座等主要内容。(Intro...)负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1强化学生的物理化学基础理论修养，扩大其知识面，提高学生的科学思维能力，引导学生把握科学的研究方法是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节11第1章绪论近代物理化学的三种理论工具及其功能；平衡态物理化学的方法论；化学中的非平衡态现象；自然哲学观的演变；高等物理化学内容及要求M12讲授0自学资料22第2章物理化学的核心内容（一）温度、温标概念，膨胀式、热电阻式、半导体式、热电偶等仪表的结构组成、工作原理、性能特点、应用技能，适用仪表类型选择M18讲授0自学资料32.12.1热平衡定律和温度流动系统的热力学第一定律，热容测定—热分析法；多反应系统热平衡分析--煤焦与水蒸气气化反应。M11讲授、讨论0课后作业42.22.2热力学第一定律热力学第一定律M11讲授0自学资料52.32.3热力学第二定律热力学第二定律M11讲授0自学资料62.42.4基本热力学函数焓、熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数的深化理解M11讲授0自学资料72.52.5均匀体系的热力学性质均匀体系的热力学性质M11讲授0自学资料82.62.6绝热膨胀过程和节流过程气体的绝热膨胀，气体的节流过程M11讲授0自学资料92.72.7基本热力学函数基本热力学函数的确定，特征函数，特性函数M11讲授0自学资料102.82.8热力学应用Exergy，Anergy，有效能的计算M10.5讲授0自学资料112.92.9热力学应用--确定工艺条件热力学应用-自由能-温度曲线，热力学应用—判断过程可能性，热力学应用—复杂反应热效应计算；热力学应用—超临界萃取；M10.5讲授0自学资料123第3章物理化学的核心内容(二）级数反应的动力学特征，复杂反应的动力学特征，反应级数的测定M18讲授0自学资料133.13.1宏观反应动力学基本概念活化能，反应级数，反应速率方程M11讲授0自学资料143.23.2浓度对反应速率的影响具有简单级数反应的动力学特征，几种典型的复杂反应的动力学特征；链反应动力学特征，反应级数的测定M11讲授0自学资料153.33.3温度对反应速率的影响阿累尼乌斯方程M11讲授0自学资料163.43.4特殊反应动力学非线性反应动力学M11讲授0自学资料173.53.5反应动力学应用；应用化学动力学原理预测阿莫西林有效期，人体抗生素注射方案的制定，原油裂解反应的动力学体系的构建，原油热解反应的平行反应体系动力学的构建M11讨论0自学资料183.63.6分子反应动力学反应速率理论，微观可逆性原理，分子的能态及态-态反应，反应机理的推测M11讲授0自学资料193.73.7讨论课：不同体系反应动力学模型构建方法，动力学方法确定方法优缺点分析，非等温反应动力学研究方法及意义，现代动力学研究方法，对分子动力学的认识M12讨论0课后作业204第4章物理化学的扩展内容及应用化学势，溶液热力学，化学平衡，相平衡M16讲授、讨论0/214.14.1化学势和电化学势化学势，电化学势，化学势判据，带电粒子在相间的传质方向和限度的判据M11讲授0自学资料224.24.2溶液热力学；非电解质稀溶液的两个经验定律，理想稀溶液和理想液态混合物，稀溶液的依数性，吉布斯(Gibbs)-杜亥姆(Duhem)和杜亥姆-马居耳(Margules)公式，二元溶液中溶剂和溶质性质的相关性，化学势及标准态选择，热力学处理实际体系的方法，活度及活度因子、渗透因子（系数）、超额函数，非理想溶液热力学模型分析M11讲授0自学资料234.34.3化学平衡化学平衡的条件，化学平衡的相关定律M11讲授0自学资料244.44.4相平衡相律，单组分系统相图，二组分系统相图及其特征，相图的规律性，有关相图的基本概念，析晶路线，三组分体系相图及应用，相变的类型，广义相变的概念M11讲授0自学资料254.54.5讨论课相变类型产生原因，相变的应用M11讲授0自学资料264.64.6电化学电解质溶液理论，规定及其推论，可逆电池热力学，电极过程动力学M11讲授0自学资料275第5章多相催化动力学催化反应，非均相催化，吸附，非均相反应动力学M16讲授、讨论0自学资料285.15.1催化反应催化反应的一般特征，催化反应特征M10.5讲授0自学资料295.25.2非均相催化反应非均相催化反应的基本步骤及速率控制步骤的概念M10.5讲授0自学资料305.35.3吸附作用化学吸附热与催化活性的关系，积分吸附热与微分吸附热，微分吸附热、吸附活化能与覆盖率的关系M11讲授0自学资料315.45.4吸附等温方程式郎格缪尔等温吸附方程式，Temkin吸附等温方程式，Freundlich吸附等温方程式，BET方程——多分子层吸附理论M11讲授0自学资料325.55.5吸附动力学吸附与脱附速率的基本方程，理想吸附表面的吸附与脱附速率方程，真实吸附表面的吸附与脱附速率方程M11讲授0自学资料335.65.6非均相催化反应的动力学模型催化反应动力学的基本处理方法（理想或真实表面），理想吸附表面上的催化反应速率方程，产物的脱附为控制步骤的速率方程，无控制步骤的速率方程，真实吸附表面上的催化反应速率方程M11讲授、讨论0自学资料345.75.7非均相催化反应中的物理传递过程动力学方程，外部传递对气固相催化反应过程的影响，外部传递对复杂反应选择性的影响，外部传递阻力的排除，内部传递对气固相催化反应过程的影响，等温条件下的内部效率因子，内扩散对复合反应选择性的影响，内扩散传递阻力的识别，改善内扩散的措施，催化反应控制阶段的判断，现代分析技术在多相催化动力学研究中的应用M11讨论0自学资料356第6章非平衡态热力学非平衡态热力学的基本方程、基本规律，非平衡态热力学的应用M18讲授、讨论0自学资料366.16.1热力学从平衡态向非平衡态的发展热力学平衡态、非平衡态M11讲授0自学资料376.26.2传递现象传递现象，传递现象的基本原理M11讲授0自学资料386.36.3非平衡态热力学非平衡态，非平衡态热力学M12讲授0自学资料396.46.4非平衡态热力学的基本定理关于非平衡态热力学过程的基本定理M12讲授0自学资料406.56.5敞开体系的热力学第二定律敞开体系的热力学第二定律，敞开体系热力学函数的计算M12讲授0自学资料417第7章非线性动力学化学振荡，化学混沌，Turing结构，化学波M14讲授0自学资料427.17.1非线性化学动力学研究的内容化学振荡，化学混沌，Turing结构，化学波M11讲授0自学资料437.27.2化学振荡化学振荡现象，化学振荡发生的原因，化学振荡的应用M10.5讲授0自学资料447.37.3化学混沌化学混沌的定义，化学混沌的基本定律M10.5讲授0自学资料457.47.4Turing结构Turing结构的特征M10.5讲授0自学资料467.57.5化学波化学波的概念，化学波产生的原因M10.5讲授0自学资料477.67.6耗散结构耗散结构的特征，耗散结构产生的原因，耗散结构举例M11讲授0自学资料488第8章物理化学研究进展讲座关于物理化学原理与应用M14讲授、讨论0/498.1开设2-3个专题讲座，可请相关教师做讲座微乳液的形成机理，热分析技术及其应用，超分子化学研究进展，石油胶体体系的形成、稳定及其对石油开采、石油加工的影响，超临界流体萃取技术M14讲授、讨论0/四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1作业1.每章布置2-3道题目。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能。20%2讨论就特定的专题展开讨论。20%3小论文就特定的专题进行查阅资料，写出论文。20%4期末考试1.成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对物化知识的掌握能力，综合运用知识分析问题、解决问题的能力。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1小论文20%A-清楚物理化学在科学、工程等领域的原理，能够结合实际案例做出理论分析B-对于物理化学在科学、工程等领域的原理比较清楚，并能够结合实际案例做出比较合理的理论分析C-对于物理化学在科学、工程等领域的应用原理比较清楚D-对于物理化学在科学、工程等领域的应用原理不清楚2M1作业20%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、作答规范、答案准确、书写工整B-独立思考、按时完成，解题思路清晰、作答规范、步骤完整、答案准确C-按时完成，解题思路比较清晰、作答比较规范、步骤比较完整、答案准确D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱3M1讨论20%A-能够就相关问题进行清晰的解释，掌握其中的基本原理B-能够就相关问题进行清晰的解释，了解其中的基本原理C-能够就相关问题进行比较清晰的解释D-对相关问题涉及的原理不清楚评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59