《物理化学2》课程教学大纲

《物理化学2》教学大纲一、课程基本信息课程名称物理化学PhysicalChemistry课程编码SCC810511030开课院部理学院课程团队物理化学（化学类）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48适用专业环境工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、大学物理（2-1）、大学物理（2-2）课程简介（必修）物理化学是化学的重要分支之一，是化学学科的理论基础，就是用物理的原理和方法研究化学中最基本的规律和理论，由于物理化学原理的普适性，是环境工程等众多理工科类专业的重要基础理论课。本课程着重介绍热力学的基本原理（化学过程中的能量转换守恒规律、过程进行的方向和限度）及其在化学反应、相变、电化学以及表面胶体化学中的应用。学生在先修课的基础上深入学习物理化学的基本理论、基本知识、扩大知识面、对工程类专业学生分析解决实际问题的能力，及其未来课程的开设和学生的职业生涯都大有裨益。Physicalchemistryisoneoftheimportantbranchesandthetheoreticalbasisofchemistry.Startingfromintrinsicrelationofthechemicalchangesandphysicalones,physicalchemistrystudiesthelawsandprincipleswithinthechemicalchangesandtherelatedphysicalphenomena.Thecourseofphysicalchemistryisoneoftheimportanttheoreticalcoursesfortheundergraduatedstudentsmajorinenvironmentalengineering.Theknowledgeinvolvedinthiscoursewillnotonlyprovidestheknowledgeofbasicconcepts,theoriesandcalculationmethodologiesofphysicalchemistrytothestudents,tolearntheskillsofthecomputationsinvolvingthechemicalthermodynamicandkineticprocesses,tounderstandtheessencesofthenaturalphenomena,andprovingfundamentalacknowledgestothestudentstostudythosesubsequentcourses.Themaingoalsofthiscourseareeducatingstudentstoobserveandexplainthechemicalphenomenathermodynamically,tolearnthemethodologicalknowledgeintreatingwiththeexperimentalphenomenaandtherulesthereinlogicallyandtheoretically,andinspiringthestudentstoseekthetruthandtoenhancetheirinnovationability.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目标1：掌握热力学的基本原理及其在化学反应、相平衡、电化学以及胶体界面化学中的应用是1.22M2目标2：帮助学生认知物理化学在其后续的专业知识学习的重要性，为后续课打下良好的基础否1.23M3目标3：通过课程的学习，增强学生的分析问题和解决问题的能力。是1.2三、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11.1理想气体状态方程理想气体模型、低压气体三大定律、理想气体状态方程M10.5讲授0.5作业21.2低压混合气体定律分压及道尔顿分压定律、分体积及阿玛格分体积定律、两定律间联系M11讲授1作业31.3真实气体与范德华方程理想气体与真实气体的偏差、范德华方程M10.5讲授0.5作业41.4气体的液化与临界状态气体液化曲线的描述、临界点的参数及性质、气体液化的条件M11讲授1作业51.5普遍化压缩因子图真实气体的P,V,T计算M11讲授1作业62.1基本概念体系与环境、体系的分类、状态及状态函数、状态函数分类、过程及途径、功及体积功的定义式、热的定义及分类、内能M11讲授1作业72.2热力学第一定律三种文字表述形式及数学表达式，焦耳定律），定容热、定压热和焓M10.5讲授0.5作业82.3热容及单纯变温过程热容、定压热容与定容热容及应用，单纯变温热的计算M10.5讲授0.5作业92.4可逆过程及可逆体积功的计算可逆过程及特点，可逆过程体积功的计算，卡诺循环M11讲授1作业102.5节流膨胀节流膨胀M11讲授1作业112.6自发过程和第二定律自发过程及特征；热力学第二定律的开尔文说法、克劳修斯说法；二者的等价性M11讲授1作业122.7熵函数及熵增原理熵函数的引出、定义及性质、熵的统计意义、不可逆循环的热温商、热力学第二定律数学表达式、绝热过程熵判据、一般过程熵判据、熵增原理M11讲授1作业132.8亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能A函数及A函数判据、G函数及G判据、两函数特点M11讲授1作业142.9热力学函数间的关系函数的定义关系式、热力学四个基本关系式、对应系数关系式、麦克斯韦关系式、各热力学函数关系示式的推导及证明M11讲授1作业152.10物理过程热力学函数变的计算物理过程热力学函数变的计算M11讲授1作业162.11化学变化过程热力学函数变的计算化学变化过程热力学函数变的计算M13讲授3作业173.1组成表示法溶液，溶液组成表示法，包括物质的量分数，物质的量浓度，质量分数M11讲授1作业183.2偏摩尔量和化学势偏摩尔量的定义及表达式、偏摩尔量集合公式、吉布斯—杜亥姆公式；化学势定义、化学势判据及在相变、化变中的应用M11讲授1作业193.3拉乌尔定律和亨利定律混合物、溶液的浓度表示方法及相互间的换算、拉乌尔定律的表示式及微观解释、亨利定律的表示式及微观解释M11讲授1作业203.4理想液态混合物理想液态混合物的定义、各组分化学势表示式、理想液态混合物的通性M11讲授1作业213.5理想稀溶液理想稀溶液的定义M11讲授1作业223.6稀溶液的依数性依数性的定义、稀溶液的蒸汽压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压四大依数性及应用M11讲授1作业233.7相律相及相数、独立组分数、自由度、相律及应用M11讲授1作业243.8单组分系统相图水相图的静态及动态分析P-T图，纯物质的相平衡-克拉佩龙方程式M11讲授1作业253.9二组分理想液态混合物气液平衡相图P-x(y)及T-x(y)相图，杠杆规则，精馏原理M11讲授1作业263.10二组分固-液相图简单的生成低共熔混合物的体系及水盐体系M11讲授1作业274.1化学反应的平衡条件化学反应的平衡条件M11讲授1作业284.2化学反应的等温方程式范特霍夫等温方程及应用M11.5讲授1.5作业294.3平衡常数的计算平衡常数的计算M11讲授1作业304.4平衡常数的应用平衡常数的应用M11.5讲授1.5作业314.5温度对理想气体平衡的影响—等压方程式温度对理想气体平衡的影响—等压方程式M31讲授1作业325.1导电体及电解质溶液的导电机理及法拉第定律导体，导电机理，法拉第定律M10.5讲授0.5作业335.2电导、电导率和摩尔电导率电导、电导率和摩尔电导率M10.5讲授0.5作业345.3离子独立运动定律及电导测定的应用离子独立运动定律及电导测定的应用M11讲授1作业355.4强电解质溶液的活度和活度因子平均活度和平均活度因子，德拜-休克尔极限公式M11讲授1作业365..5可逆电池的条件和书写方法可逆电池的条件和书写方法M11讲授1作业375.6原电池电动势原电池电动势M11讲授1作业385.7可逆电池热力学原电池热力学、能斯特方程M11讲授1作业395.8电极电势与电池电动势电极的种类M11讲授1作业405.9电极极化现象电极极化现象M31讲授1作业416.1表面自由能和表面张力表面自由能和表面张力M21讲授1作业426.2溶液的表面吸附溶液的表面吸附M11讲授1作业436.3气体在固体表面上的吸附，单分子层吸附理论气体在固体表面上的吸附，单分子层吸附理论M11讲授1作业446.4液体对固体的润湿润湿角，杨氏方程M31讲授1作业456.5弯曲液面的特性附加压力、毛细现象、开尔文公式M31讲授1作业466.6胶体分散体系的分类胶体分散体系的分类M21讲授1作业476.7溶胶的基本性质光学、动力、电性质M21讲授1作业486.8胶团结构，溶胶的稳定与聚沉胶团结构，溶胶的稳定与聚沉M31讲授1作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每周布置3-5道题。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.考核学生物理化学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。题型主要有计算题。15%2大作业在掌握基本基础知识点的基础上，通过所学的知识，尤其是物理化学知识分析理解如何应用知识点，拓展其在生产生活中的应用。20%3期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生物理化学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有选择题、填空题、简答题和计算题等。50%4考勤随机点名、刷卡点名等5%5课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况10%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业15%A-按时提交作业，基本知识点理解无误。B-按时提交作业，基本知识点理解存在少量错误。2M1大作业20%（见大作业评分标准）3M1期末考试50%（见试卷评分标准）4M1考勤5%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。5M1课堂表现10%A积极回答问题B回答问题C很少回答问题评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-7