《物理化学》课程教学大纲

PAGE7-物理化学课程教学大纲Physicochemistry学时数：64其中：实验学时：8课外学时：0学分数：4适用专业：药学本科课程的性质、目的和任务物理化学又称理论化学，它是一门根据化学与物理的紧密关系，从研究物理变化和化学变化的联系入手，以探求化学变化的基本规律的学科。从内容上，它包括化学热力学、化学动力学、电化学、胶体化学与物质结构等。药品的研究与生产与物理化学有着十分密切的关系，如药物的合成路线选择，工艺条件确定，天然药物有效成分的分离等等都需要物理化学来解决。对于药学专业来说，它是一门必不可少的基础课。物理化学的学科目标是通过课堂教学，使学生掌握本学科的基本理论和基本原理，明确结论的适用条件，理解各公式及其物理意义、适用条件与使用方法。同时，在研究学习的基础上加强科学思维锻炼，特别是增强抽象思维能力和自然辩证法逻辑思维能力。通过实验教学，使学生除掌握基本操作技能外，更进一步深入理解物理化学的基本原理及应用。二、课程教学的基本要求（一）绪论、热力学第一定律1.掌握物理化学的概念与内容；热力学第一定律的概念与原理；热力学的基本概念；焓的概念；热容的概念与使用；盖斯定律的应用；燃烧焓与生成焓的应用与意义。2.熟悉可逆过程与最大功的关系及计算方法；热容与温度的关系；第一定律在理想气体中的应用。反应热的概念。3.了解物化与医药的关系及研究方法；内能的概念与意义；焦耳实验的过程与结论；热效应的测量；反应热与温度的关系。（二）热力学第二定律及化学平衡1.掌握热力学第二定律的克氏说法与开氏说法及其意义；熵与热温熵的概念与意义；热力学第二定律的数学表达式；熵增原理及其意义；吉布斯能与亥姆霍兹能的概念、物理意义与应用条件。2.熟悉卡诺循环与热机效率；熵变的计算；与ΔA的计算；化学势的概念与应用；化学平衡的判断。3.了解自发过程的共同特征；热力学第三定律；平衡常数的概念与测求。（三）相平衡1.掌握相的概念、各体系中相的数目；物种数、组分数、自由度的概念与计算；相律的应用；相图的基本判断和应用；杠杆规则的应用。2.熟悉水的相图；克-克方程的应用及条件；各类简单体系的相图。3.了解热分析法绘图；相图的绘制方法；实际溶液对理想溶液的偏差；精馏原理的应用；三角形坐标表示法。（四）化学动力学1.掌握速率方程与反应级数的概念；简单级数的反应的积分方程、半衰期计算；药物有效期的计算；活化能概念。2.熟悉反应速率的表示；基元反应；范特荷夫规则与阿仑尼乌斯经验公式；光化反应与催化反应原理。3.了解药物有效期的预测；典型的复杂反应。（五）表面现象1.掌握表面积、表面吉布斯能、表面张力的概念与计算；铺展、润湿、吸附的概念。2.熟悉铺展系数的计算；杨氏方程的应用；毛细现象的解析。3.了解影响表面张力的因素；表面活性物质与表面活性剂；吸附原理。（六）胶体1.掌握分散系分类、胶体特性。2.理解胶体的制备与净化；溶胶的稳定性和聚沉。3.了解胶体的动力、光学、电学性质；凝胶、乳状液与泡沫。三、课程的教学内容、重点和难点第一章绪论、热力学第一定律一、绪论（一）物化的任务与内容（二）物化的研究方法（三）物化与医药的关系二、热力学概论（一）热力学研究的基本内容（二）化学热力学研究的内容（三）热力学的方法和局限性三、热力学基本概念（一）P、V、T的概念（二）理想气体方程（三）系统与环境（四）系统的性质（五）热力学平衡态（六）状态函数与状态方程（七）过程与途径（八）热和功四、热力学第一定律（一）热力学第一定律（二）热力学能（三）热力学第一定律的数学表达式五、可逆过程与体积功（一）体积功（二）功与过程（三）可逆过程六、焓七、热容八、热力学第一定律的应用（一）热力学第一定律应用于理性气体1、理想气体的热力学能与焓2、理想气体的CP与CV之差3、理想气体的绝热过程（二）热力学第一定律应用于实际气体1、节流膨胀2、J-T系数九、热化学（一）化学反应的热效应（二）热化学方程式十、化学反应热效应的计算（一）赫斯定律（二）生成焓（三）燃烧焓重点：热力学第一定律的应用和热化学的计算难点：可逆过程的理解，热力学第一定律的应用第二章热力学第二定律一、自发过程的共同特征二、热力学第二定律三、卡诺循环四、卡诺定理五、熵（一）熵的导出（二）克劳修斯不等式（三）熵增原理六、熵变的计算（一）等温过程中的熵变1、理想气体等温过程2、相变化过程3、理想气体混合过程（二）变温过程的熵变计算七、熵函数的物理意义八、热力学第三定律和规定熵九、吉布斯能和亥姆霍兹能（一）热力学第一定律和第二定律的联合表达式（二）亥姆霍兹能（三）吉布斯能（四）自发变化方向及限度的判据十、ΔG的计算（一）理想气体等温变化中的ΔG（二）相变化过程的ΔG1、等温等压条件下的可逆相变过程2、等温等压条件下的不可逆相变过程3、化学变化的ΔrGθ十一、热力学函数间的关系重点：克劳修斯不等式，熵的计算，熵增原理，亥姆霍兹能、吉布斯能的应用，ΔG的计算难点：卡诺循环的解释，熵的概念，吉布斯函数的计算第三章化学平衡一、偏摩尔量和化学势（一）偏摩尔量1、偏摩尔量的定义2、偏摩尔量的集合公式（二）化学势1、化学势的定义2、化学势判据的应用二、化学势的标准态及其表达式（一）气体的化学势1、理想气体2、真实气体（二）溶液的化学势1、液态混合物的化学势2、理想稀溶液的化学势3、真实溶液的化学势四、化学反应的平衡条件五、化学反应等温方程式和平衡常数六、平衡常数表示法（一）气体反应平衡常数1、理想气体反应标准平衡常数2、理想气体经验平衡常数（二）液相反应平衡常数七、标准状态下的吉布斯能变化和化合物的标准生成吉布斯能八、温度对平衡常数的影响重点：化学势的概念，化学势的标准态，化学反应等温方程式，平衡常数，标准生成吉布斯能的应用难点：化学势的推导，化学反应等温方程式的推导和应用第四章相平衡相律相物种数与组分数自由度相律的推导二、单组分系统（一）单组分系统的相图（二）克-克方程三、二组分固液系统平衡相图（一）简单低共熔相图1、热分析法绘制相图2、低共熔相图应用举例3、杠杆原理四、部分互溶的双液体系（一）部分互溶的双液体系五、完全互溶双液体系（一）理想的完全互溶双液体系1、理想的完全互溶液态混合物的蒸气压2、理想的完全互溶液态混合物的恒温相图3、理想的完全互溶液态混合物的恒压相图4、实际溶液与理想溶液的偏差5、蒸馏和精馏六、三组分体系的相平衡重点：相图的运用，杠杆原理难点：相图的使用，杠杆原理的运用第五章化学动力学反应速率的表示方法及其测定反应速率的表示方法反应速率的测定基元反应反应速率方程质量作用定律反应速率常数和反应级数简单级数反应的速率方程零级反应一级反应二级反应温度对反应速率常数的影响阿伦尼乌斯经验公式活化能药物贮存期预测典型的复杂反应对峙反应平行反应连续反应链反应光化反应溶液中的反应催化作用的基本概念催化剂的概念酸碱催化酶催化重点：简单级数反应速率方程，药物有效期的预测，催化原理，阿伦尼乌斯公式难点：温度对反应速率常数的影响，催化反应动力学计算第六章表面现象一、表面积与表面吉布斯能（一）表面积（二）表面吉布斯能和表面张力1、表面吉布斯能2、表面张力3、表面的热力学关系式4、影响表面吉布斯能的因素二、曲面的性质（一）曲面的附加压力1、弯曲液面的附加压力2、杨-拉普拉斯公式3、毛细现象4、曲面的蒸汽压5、亚稳定状态三、铺展与润湿（一）液体的铺展（二）固体表面的润湿三、吸附原理四、表面活性物质重点：表面积、表面吉布斯能、表面张力，铺展与润湿，毛细现象难点：附加压力的计算，吸附系数的计算四、课程各教学环节要求本课程安排在第四学期开设，要求学生修读完成《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》课程。通过课堂教学，使学生掌握基本理论和基本原理，明确结论的适用条件，理解各公式及其物理意义、使用条件与方法。同时在研究学习的基础上加强思维，特别是抽象思维的能力。在实验教学过程中，使学生除掌握基本操作技能外，更进一步深入理解物理化学的基本原理。期末安排的考试，结合课外作业完成情况、实验成绩等，综合评定总评成绩。本课程已完成采用多媒体教学手段。五、学时分配教学内容各教学环节学时分配作业题量备注章节主要内容讲授实验讨论习题课外其它小计1绪论和热力学第一定律1212202热力学第二定律101020化学平衡443相平衡1212104化学动力学1212105表面现象66107配位化合物的组成及稳定常数的测定444必开8三组分体系相图的绘制444必开合计5686478六、课程与其它课程的联系物理化学与药品的研究与生产有着十分密切的关系，如药物的合成路线选择，工艺条件确