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《物理化学》教学大纲

物理化学（8学分）

课程编号：04095011-04095012 课程目的：

（1）使学生系统地掌握物理化学的基本概念和基本原理，加深对自然现象本质的认识，这些知识和原理不仅是化学的理论基础，也是其它与化学有关的基础科学的发展基础；（2）使学生学会物理化学的思维方法，培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力，培养他们获取知识并用来解决实际问题的能力。 课程内容：

包括热力学、电化学、表面及分散系统、动力学等四部分内容。热力学部分以热力学第一定律和第二定律为理论基础，研究化学过程及与化学相关的物理过程中的能量效应，研究过程进行的方向和限度；介绍相律及典型的单组分及二组分相图。电化学部分研究化学现象与电现象之间的相互关系以及化学能与电能相互转化的规律。表面现象及分散系统讨论相表面的分子与相内部分子在性质上的差异以及由此差异而在不同相界面上发生的一系列表面现象，并讨论具有巨大相界面的分散系统的性质。动力学部分研究化学反应的速率和机理问题。 先修课程：

无机化学 、有机化学、分析化学

一、教学内容

（一）热力学第一定律及其应用 1、热力学概论

2、热力学第一定律

3、准静态过程与可逆过程 4、焓 5、热容

6、热力学第一定律对理想气体的应用 7、实际气体 8、热化学 9、赫斯定律 10、几种热效应

11、反应热和温度的关系 — 基尔霍夫定律 12、绝热反应 — 非等温反应 13、热力学第一定律的微观说明

（二）热力学第二定律

1、自发过程的共同特征 — 不可逆性 2、热力学第二定律 3、卡诺定理 4、熵的概念

5、克老修斯不等式与熵增加原理 6、熵变的计算

7、热力学第二定律的本质和熵统计意义

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8、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 9、变化的方向和平衡条件 10、?G的计算示例

11、几个热力学函数间的关系

12、单组分体系的两相平衡 — 热力学对单组分体系的应用 13、多组分体系中物质的偏摩尔量和化学势 14、热力学第三定律与规定熵 15、不可逆过程热力学简介

（三）统计热力学基础 1、概论

2、玻兹曼统计

3、玻色–爱因斯坦统计和费米–狄拉克统计 4、配分函数

5、各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献 6、分子的全配分函数

（四）溶液 — 多组分体系热力学在溶液中的应用 1、溶液组成的表示法

2、稀溶液中的两个经验定律 3、混合气体中各组分的化学势

4、理想溶液的定义、通性及各组分的化学势 5、稀溶液中各组分的化学势 6、理想溶液和稀溶液的微观说明 7、稀溶液的依数性

8、吉布斯–杜亥姆公式和杜亥姆–马居耳公式 9、非理想溶液

10、分配定律 — 溶质在两互不相溶液相中的分配

（五）相平衡

1、多相体系平衡的一般条件 2、相律

3、单组分体系的相图

4、二组分体系的相图及其应用 5、三组分体系的相图及其应用

（六）化学平衡

1、化学反应的平衡条件和化学反应的亲和势 2、化学反应的平衡常数与等温方程式 3、平衡常数的表示式 4、复相化学平衡

5、平衡常数的测定和平衡转化率的计算 6、标准生成吉布斯自由能

7、用配分函数计算?G?rm和反应的平衡常数

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8、温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 9、同时平衡 10、反应的耦合 11、近似计算

12、生物能力学简介

（七）电解质溶液

1、电化学的基本概念与法拉第定律 2、离子的电迁移和迁移数 3、电导

4、强电解质溶液理论简介

（八）可逆电池的电动势及其应用 1、可逆电池和可逆电极 2、电动势的测定

3、可逆电池的书写方法及电动势的取号 4、可逆电池热力学 5、电动势产生的机理

6、电极电势和电池的电动势

7、浓差电池和液体接界电势的计算公式 8、电动势测定的应用 9、生物电化学

（九）电解与极化作用 1、分解电压 2、极化作用

3、电解时电极上的反应

4、金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化 5、化学电源

（十）化学反应动力学基础

1、化学反应速率表示法和速率方程 2、具有简单级数的反应 3、几种典型的复杂反应 4、温度对反应速率的影响 5、链反应

6、拟定反应历程的一般方法 7、碰撞理论 8、过渡态理论

9、单分子反应理论

10、分子反应动态学简介 11、溶液中进行的反应 12、快速反应的测试 13、光化学反应

14、催化反应动力学

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