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《物理化学》课程教学大纲

课程编号：0703316012 课程名称：物理化学 英文名称：Physical Chemistry 课程类型： 专业基础课

总 学 时：64 讲课学时：52 实验学时：12 学 时：64 学 分：4

适用对象：适用于本科环境工程（电厂化学）专业 先修课程：无机化学

一、课程性质、目的和任务

物理化学主要研究化学变化和相变化的平衡规律和变化速率规律，是化工、冶金、机械和材料等专业的一门必修基础课，它包括理论教学和实验教学。

通过本门课程的教学要使学生比较牢固地掌握物理化学的基本概念及计算方法，同时要使学生能够得到一般科学方法的进一步训练和逻辑思维能力的培养，增强学生提出问题、结合具体条件分析问题、应用理论解决实际问题的能力。

二、教学基本要求

本课程的基本要求是：初步了解物理化学的理论研究方法，包括：热力学、量子力学、统计力学、电化学。理解物理化学课程中的基本概念与基本原理，掌握其应用。初步了解物理化学基础理论，基本原理和研究方法在材料科学中的作用和地位。掌握物理化学课程中的基本公式、适用条件及其应用。教学重点为平衡态经典化学热力学理论及其在热力学中的应用。

三、教学内容及要求

1．热力学第一定律

了解热力学研究的对象、方法及局限性；理解热力学基本概念及术语，掌握热力学平衡、热和功、内能和热力学第一定律及其数学表达式；了解系统的广延性质和强度性质，状态和状态函数，过程和途径的概念；掌握功、可逆过程和最大功、热容、等容过程热、等压过程热，焓的概念及计算；掌握热力学第一定律对理想气体、相变过程、化学变化的应用。

2．热力学第二定律

了解过程的不可逆性和可逆性、自发过程的特征；掌握热力学第二定律的经典表述及数学表达式、热力学第三定律和熵变的计算、亥姆赫兹函数及吉布斯函数的定义及计算。

3．化学平衡

了解理想气体的化学平衡及复相化学平衡的基本表达式；理解并推导化学反应等温方程式；掌握标准平衡常数的热力学计算、标准平衡常数与温度的关系，等压方程及应用。

4．多组分系统热力学与相平衡

了解多组分系统组分表示方法；掌握拉乌尔定律和亨利定律的定义；理解液态混合物和溶液的相平衡、稀溶液的依数性；熟悉相数、组分数、自由度数的概念；掌握克拉佩龙方程、克拉佩龙-克劳修斯方程；了解双组分系统的相律分析及相图

5．电化学

了解电解池、原电池、法拉第定律、离子的迁移数，理解离子独立运动定律、离子的摩尔电导率；熟悉可逆电池与韦斯顿标准电池；掌握原电池的基本方程式及电极的种类。

四、实践环节

实验一 燃烧热的测定 4学时 实验二 凝固点降低法测摩尔质量 4学时 实验三 溶液中的吸附作用和表面张力的测定 4学时

五、课外习题及课程讨论

为达到本课程的教学基本要求，每节课都需安排课外习题（包括思考题）2～3题。

六、教学方法与手段

本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。

七、各教学环节学时分配

章节（或内容） 气体 热力学第一定律 热力学第二定律 化学平衡 多组分系统热力学与相平衡 电化学 物理化学实验 合计 8 52 讲课 2 12 10 10 10 习题课 讨论课 实验 12 12 其它 合计 2 12 10 10 10 8 12 64 八、考核方式

本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩两部分构成，平时成绩中实验成绩占10%，出勤、作业、课堂测验、学习主动性等占20%。

九、推荐教材和教学参考书

教 材：《物理化学》，肖衍繁编著，天津大学出版社，2009。 参考书：《物理化学》，朱传征编著，科学出版社，2001。

《物理化学核心教程》，沈文霞编著，科学出版社，2005。

大纲制订人：薛云波 大纲审定人：丁克强 制订日期：2010年5月

《物理化学》实验课程教学大纲

一、实验教学目标与基本要求

物理化学实验是为环境工程（电厂化学）专业本科生开设的主要基础课之一，它是一门以巩固并加深对物理化学的基础理论和概念理解；掌握物理化学实验的基本方法；了解物理化学实验技术和常用仪器的构造原理及使用方法的课程。教学目标与基本要求是：

1．配合物理化学课程的教学，使学生理解各种物理化学的理论和相关仪器的原理； 2．使学生掌握各种仪器的应用范围和主要应用对象；

3．掌握各种仪器的基本操作方法和实验数据的处理方法，重点掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响，了解近现代大型仪器的性能及其在物理化学中的应用；

4．通过各种实验，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力和处理实验结果的能力。

二、本实验课程的基本理论与实验技术知识

物理化学实验课程主要依据的是本课程所涉及的热力学、动力学、表面性质与胶体化学的理论原理，结合各种具体的分析法实现对摩尔质量、燃烧热、表面张力等地测定，并通过对仪器的操作使用，巩固理论知识、提高操作能力，实现对多种仪器的熟练掌握。

三、实验方法、特点与基本要求

1．基本操作技能

要求对于重要的基本操作反复练习，训练，以使学生能正确地掌握并能达到熟练和运用自如。

2．合成实验

合成实验是训练、巩固学生基本操作的重要环节，也是培养学生正确选择各种参数的测定仪器、测定步骤以及测定鉴定方法的主要途径，是物理化学实验的主要内容。在选择开设的合成实验中，以小量-半微量的序列实验为主（一个系列一般是经过两步或三步反应），经几步反应最后借助仪器的分析监测功能获得所需的实验结果。

四、实验主要仪器设备

普通温度计、移液管、压片机、精密温差测量仪、氧弹式量热计、氧气钢瓶、万用表、恒温槽、烧杯、带支管的试管、毛细管、容量瓶、数字式微压差测量仪。

五、实验项目的设置与内容提要

序号 1 实验项目 内 容 提 要 用氧弹式量热计测定苯甲酸、奈的燃烧热 用凝固点降低法测得萘的分子量 实验学时 4 实验类型 验证 每组人数 4 实验要求 必做 燃烧热的测定 凝固点降低法测摩尔质量 2 4 综合 4 必做 3 溶液中的吸附作用和表面张力的测定 用最大气泡法测定一种液体的表面张力 4 验证 4 必做 六、实验报告要求

每次实验提交实验报告。实验报告由实验原理、实验内容及数据的记录及处理组成，并附有实验原始记录。

七、考核方式与成绩评定标准

以实验预习、实验操作、实验结果及实验报告综合一起，作为实验最终成绩。实验成绩：预习报告、实验操作50%；实验报告50%。

八、教材及主要参考资料

教 材：《物理化学实验》孙尔康、徐维清、邱金恒主编，南京大学出版社，1998年。 自编讲义：《物理化学》实验讲义

大纲制订人：薛云波 大纲审定人： 制订日期：2010年5月