《物理化学6》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（2-1）PhysicalChemistry(2-1)课程编码SCC810512100开课院部理学院课程团队物理化学（化学类）学分4.0课内学时64讲授64实验0上机0实践0课外学时64适用专业化学授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、无机化学（2-1）、高等数学（2-2）、大学物理（2-1）、无机化学（2-2）、大学物理（2-2）、有机化学（2-1）、分析化学课程简介（必修）物理化学又称理论化学，是化学学科的一个重要分支。它是借助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实验手段，从研究化学现象和物理现象之间的联系入手，探求化学运动中具有普遍性的基本规律的一门学科。物理化学是化学学科的理论基础课程和骨干课程，它在化学专业所涉及的科学理论课程中处于承上启下的枢纽地位。物理化学教学力求使学生正确理解物理化学中基本概念、基本原理及基本计算方法，从宏观和微观上理解化学变化的本质，学习用数学、物理方法去研究化学过程及其基本规律，并能利用所学知识解决化学、化工中的实际问题，为后续课程的学习奠定坚实的理论基础。物理化学（2-1）内容包括：气体运动论，研究物质的相变、化学变化方向和平衡规律的化学热力学和统计热力学。Physicalchemistry,alsoknownastheoreticalchemistry,isanimportantbranchofchemistry.Itisbasedonthetheoriesofbasicsciencessuchasmathematicsandphysicsandtheexperimentalmeansitprovides.Itstartswiththestudyoftherelationshipbetweenchemicalphenomenaandphysicalphenomena,Adisciplinethatexploresuniversalbasiclawsinchemicalmovement.Physicalchemistryisthetheoreticalbasiccourseandbackbonecourseofchemistrydiscipline.Itisinapivotalpositioninthescientifictheoreticalcourseinvolvedinchemistryspecialty.Physicalchemistryteachingstrivestoenablestudentstocorrectlyunderstandthebasicconcepts,basicprinciplesandbasiccalculationmethodsinphysicalchemistry,understandtheessenceofchemicalchangesfrommacroandmicroperspectives,andlearntousemathematics,physicalmethodstostudythechemicalprocessanditsbasiclaws,andcanusetheknowledgelearnedtosolvepracticalproblemsinchemistryandchemicalengineering,layingasolidtheoreticalfoundationforthefollow-upcourses.PhysicalChemistry(2-1)Includes:gasmotiontheory,chemicalthermodynamicsandstatisticalthermodynamicstostudythephasechangeofsubstances,chemicalchangedirectionandequilibriumlaw.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：系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理，加深对自然现象本质的认识是2.32M2目标2：学会归纳、演绎及由假设和模型上升为理论的方法等科学思维方法。是3.2,3.43.2,3.43M3目标3：通过课程学习，培养学生提出问题、研究问题、分析问题及用所学知识解决实际问题的能力是4.24.2三、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100绪论物理化学概述、研究内容、研究方法、课程的学习方法及课程要求。1讲授//2第一章第一章气体本章重点难点：理想气体定义及微观模型、理想气体状态方程、实际气体的VanderWaals方程及压缩因子方程。////31.11.1气体分子的微观运动规律体分子动理论的基本公式、气体分子运动公式对气体经验定律的说明、分子运动的Maxwell速率分布、分子平动能的分布、气体分子在重力场中的分布、分子的碰撞频率与平均自由度。M11讲授/课后作业41.21.2理想气体理想气体定义及状态方程、理想气体微观模型、理想气体的状态图、Dalton分压定律、Amagat分体积定律。M11讲授/课后作业51.31.3实际气体实际气体对理想气体的偏差、VanderWaals方程及其它实际气体状态方程、气液间的转变—实际气体的等温线和液化过程、压缩因子图及实际气体的有关计算。M1,M22讲授/课后作业6第二章第二章热力学第一定律本章重点难点：热力学的基本概念、热力学第一定律、可逆过程、各化学变化（包括相变化和PVT变化）过程中Q、W、ΔU、ΔH的计算。////72.12.1热力学概述及基本概念热力学概述，系统与环境，热力学平衡态，状态函数，过程和途径，功和热，热力学能。M11讲授//82.22.2热力学第一定律及可逆过程热力学第一定律，功与过程，可逆过程与不可逆过程。M12讲授/课后作业92.32.3过程热焓，恒压热，恒容热，热容及有关过程的热，相变热。M12讲授/课后作业102.42.4热力学第一定律在理想、实际气体中的应用Joule实验，理想气体的热力学能和焓，理想气体恒压热容与恒容热容的关系，理想气体绝热可逆过程方程及功的计算，绝热节流过程，Joule-Thomson效应，实际气体的热力学能和焓。M2,M34讲授/课后作业112.52.5化学反应的热效应及相关计算化学反应的热效应—等压反应热，等容反应热及其关系，反应进度，标准摩尔焓变，Hess定律，标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓，自键焓估算生成焓，离子生成焓，溶解热与稀释热，反应焓变与温度的关系——Kirchhoff定律，绝热反应——非等温条件下反应热的计算。M2,M35讲授/课后作业122.62.6*热力学第一定律的微观诠释。热力学能、功和热的微观解释M22讲授//13第三章第三章热力学第二定律本章重点难点：热力学第二定律的经典表述及数学表达式、熵增原理及熵判据、DG及DA判据、热力学第三定律、各化学变化（包括相变化和PVT变化）过程中ΔS、ΔA、DG的计算、热力学基本公式及Maxwell关系式的应用。////143.13.1热力学第二定律自发变化的共同特征¾不可逆性，热力学第二定律的两种经典表述。M12讲授//153.23.2熵函数的引出及应用Carnot循环及Carnot定理，熵函数的引出，热力学第二定律数学表达式与熵增加原理，熵判据，热力学基本方程与T-S图，各种物理过程熵变的计算，熵和能量退降，热力学第二定律的本质和熵的统计意义。M1,M24讲授/课后作业163.33.3Helmholtz自由能和Gibbs自由能Helmholtz自由能和Gibbs自由能，DA、DG方向判据，各过程中DG的计算。M12讲授/课后作业173.43.4几个热力学函数间的关系。热力学基本关系式、麦克斯韦关系式及其应用M14讲授/课后作业183.53.5热力学第三定律规定熵及标准熵，化学反应过程熵变的计算。M2,M32讲授/课后作业19第四章第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用本章重点难点：偏摩尔量定义、化学势定义及其应用、各系统化学势的表示式、Raoult与Henry定律、理想液态混合物定义及通性、理想稀溶液定义及其依数性。////204.14.1多组分系统组成的表示方法多组分系统分类，溶质和溶剂概念，组成的表示方法及不同浓度间的关系M12讲授/小测验214.24.2偏摩尔量及化学势偏摩尔量定义、偏摩尔量的加和公式，Gibbs-Duhem公式，化学势定义，化学势与温度和压力的关系，化学势在相平衡系统中的应用，理想气体及其混合物的化学势，非理想气体的化学势，逸度及逸度系数的求法。M14讲授/课后作业224.34.3Raoult、Henry定律及应用Raoult、Henry定律，理想液态混合物定义、各组分的化学势及通性，理想稀溶液定义、各组分的化学势，稀溶液的依数性，*Duhem-Margule公式，非理想液态混合物中各组分的化学势，活度和活度系数，分配定律及其应用。M2,M34讲授/课后作业23第五章第五章相平衡本章重点难点：相律、ClausiusClapeyron方程、二组分理想液态混合物的p-x-y相图、T-x-y相图、杠杆规则、固态完全不互溶二组分(形成简单低共熔混合物)系统相图。////245.15.1多相系统平衡的一般条件及相律相平衡条件、物种数、相数、组分数、自由度、相律推导以及相律的应用M11讲授/课后作业255.25.2单组分系统相图Clapeyron、ClausiusClapeyron方程、外压与水蒸气的关系，单组分系统的相图（水的相图）的分析M11讲授/课后作业265.35.3两组分系统相图理想的二组分液态混合物的p-x-y相图、T-x-y相图，杠杆规则，蒸馏（或精馏）的基本原理；非理想的二组分液态混合物的p-x-y相图、T-x-y相图；部分互溶的双液系相图；不互溶的双液系相图—水蒸气蒸馏；固态完全不互溶二组分(形成简单低共熔混合物)系统相图；形成稳定化合物系统和形成不稳定化合物系统相图；液、固相都完全互溶系统的相图；固态部分互溶的二组分系统相图M1,M29讲授/课后作业275.45.4三组分系统的相图及其应用三组分相图的三角坐标表示方法及特点，两组分部分互溶、其它组分不互溶的三组分相图及其在萃取中的应用M1,M21讲授/测验28第六章第六章化学平衡本章重点难点：化学反应的等温方程、平衡常数的表示式、平衡转化率的计算、各因素对化学平衡的影响、化学反应的等压方程。////296.16.1化学反应的平衡条件化学平衡的宏观及微观定义、化学平衡条件、化学亲和势、M10.5讲授//306.26.2化学反应的平衡常数及等温方程化学反应的等温方程，均相及多相化学反应平衡常数的表示式，平衡常数的测定和平衡转化率的计算，标准摩尔生成Gibbs自由能，化学反应的标准摩尔Gibbs自由能变化M14讲授/课后作业316.36.3温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响等压方程及其应用、压力对平衡移动的影响、等容、等压条件下惰性气体对化学平衡的影响M2,M32讲授/课后作业326.46.4同时化学平衡，反应的耦合，近似计算同时平衡体系组成的计算，反应的耦合对反应的促进作用，转换温度的近似计算M2,M30.5讲授/课程论文四、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4-8道题目，平均每次课2-4道题。2.成绩采用百分制，根据作业完成正确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对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；题型主要为计算题及证明题10%2随堂测验1.每章一次随堂测验。2.成绩采用百分制，根据答题情况评分。3.考核学生对物理化学基础知识的掌握及应用能力。20%3课堂提问1.每堂课提问3-5个同学，每学期每个同学被提问2次。2.根据回答问题的正确定评分。5%4结课报告1.评述自己对物理化学理论的认识、物理化学知识在日常生活及工业生产中的应用；2.按学术论文格式撰写，字数不低于1000字。3.根据对问题认识深度、是否抄袭评分。10%5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.主要考核学生对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、计算题等。50%6考勤随机点名5%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10%A-按时提交作业，物理化学的基本知识点理解无误。B-按时提交作业，物理化学的基本知识点理解存在少量错误。2M1随堂测验20%A-90-100;B-80-89;C-70-79;D-60-69；E-0-593M1课堂提问5%A-回答完全正确;B-回答基本正确;C-回答错误较多;D-回答完全错误4M1结课报告10%A-内容丰富、逻辑清晰、概念正确、表达清楚;B-内容丰富、逻辑清楚、概念理解存在少量错误、表达基本清晰;C-内容丰富、逻辑较为混乱、概念理解较多错误;D-内容简单、逻辑混乱、概念不清5M1期末考试50%（见试卷评分标准）6M1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。7M2平时作业10%A-按时提交作业，物理化学的基本知识点理解无误。B-按时提交作业，物理化学的基本知识点理解存在少量错误。8M2随堂测验20%A-90-100;B-80-89;C-70-79;D-60-69；E-0-599M2课堂提问5%A-回答完全正确;B-回答基本正确;C-回答错误较多;D-回答完全错误10M2结课报告10%A-内容丰富、逻辑清晰、概念正确、表达清楚;B-内容丰富、逻辑清楚、概念理解存在少量错误、表达基本清晰;C-内容丰富、逻辑较为混乱、概念理解较多错误;D-内容简单、逻辑混乱、概念不清11M2期末考试50%（见试卷评分标准）12M2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。13M3平时作业10%A-按时提交作业，物理化学的基本知识点理解无误。B-按时提交作业，物理化学的基本知识点理解存在少量错误。14M3随堂测验20%A-90-100;B-80-89;C-70-79;D-60-69；E-0-5915M3课堂提问5%A-