物理化学课程教学大纲

课程名称：《物理化学》

英文名称：Physical Chemistry

学分：5学分 

总学时：80（理论+实验16）

适用专业：制药工程本科专业

先修课程：《有机化学》、《分析化学》、《仪器分析》、《高等数学》

一、课程性质、教学任务

课程类别：专业基础课 

课程性质：必修课

《物理化学》是化学的理论基础，概括地说是用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论，它所研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题，物理化学曾被称为理论化学。 

化学热力学、化学动力学、量子力学和统计力学是物理化学的基础。  对于中等学时或少学时的教学，可酌情减少“量子力学基础”及“统计热力学”等内容。本学期所要讲授的主要内容包括：气体的PVT关系、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热力学、化学平衡和相平衡等。上述内容与制药工程专业对物理化学的要求相结合。

二、课程教学目的

通过本课程学习，培养学生以下专业素质：

1. 通过对热力学第一定律、第二定律以及其在PVT、化学反应、相变中应用的学习；

2. 学会如何通过化学来经济合理地生产产品和获取能量；

3 为学生以后进行专业课程的学习、毕业论文的完成以及专业实践打下重要的基础。

通过本课程学习，使学生养成以下非专业素质：

1. 科学严谨的作风；

2. 开拓创新的精神；

3. 诚实守信的品质；

4. 分析问题和解决问题的能力。

三、课程教学内容与要求

第0章 绪论

教学要求：

一、了解物理化学的性质；

二、掌握学习物理化学的要求及方法；

三、熟悉物理量的表示及运算。

第1章　气体的PVT关系

第一节  理想气体状态方程

第二节  理想气体混合物

第三节  真实气体的液化及临界参数

第四节  真实气体状态方程

第五节  对应状态原理及普遍化压缩因子图

教学要求：

一、掌握理想气体的状态方程；

二、掌握理想混合物的性质；

三、了解真实气体的性质及状态方程；

四、了解对应状态原理。

第2章　热力学第一定律

第一节  基本概念及术语

第二节  热力学第一定律

第三节  恒容热、恒压热及焓

第四节  摩尔热容

第五节  相变焓

第六节  化学反应焓

第七节  标准摩尔反应焓的计算

第八节  可逆过程与可逆体积功

第九节  节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验

教学要求：

一、掌握热力学中的基本概念及术语；

二、掌握热力学第一定律；

三、掌握恒容热、恒压热以及焓的定义及相互之间的联系；

四、掌握摩尔热容的概念；

五、掌握相变焓、化学反应焓以及相关计算；

六、掌握可逆过程与不可逆过程的区别；

七、了解节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验。

第3章　热力学第二定律

第一节  热力学第二定律

第二节  卡诺循环与卡诺定理

第三节  熵与克劳修斯不等式

第四节  熵变的计算

第五节  热力学第三定律及化学变化过程熵变的计算

第六节  亥姆霍兹函数和吉布斯函数

第七节  热力学基本方程及麦克斯韦关系式

教学要求：

一、掌握热力学第二定律及卡诺定理；

二、掌握熵的概念及熵变的计算；

三、掌握亥姆霍兹函数和吉布斯函数；

四、掌握麦克斯韦关系式。

第4章  多组分系统热力学

第一节  偏摩尔量

第二节  化学势

第三节  气体组分的化学势

第四节  逸度及逸度因子

第五节  拉乌尔定律和亨利定律

第六节  理想液态混合物

第七节  理想烯溶液

第八节  活度及活度因子

第九节  烯溶液的依数性

教学要求：

一、掌握偏摩尔量的概念；

二、掌握化学势的概念、判据和计算；

三、掌握拉乌尔定律和亨利定律；

四、掌握逸度、逸度因子以及活度、活度因子的概念。

第5章  化学平衡

第一节  化学反应的方向及平衡条件

第二节  理想气体反应的等温方程及标准平衡常数

第三节  平衡常数及平衡组成的计算；

第四节  温度对标准平衡常数的影响

第五节  其他因素对理想气体反应平衡移动的影响

第六节  真实气体反应的化学平衡

第七节  混合物和溶液中的化学平衡

教学要求：

一、掌握化学反应的平衡条件；

二、掌握平衡常数及组成的计算以及温度对其的影响；

三、掌握其他因素对反应平衡移动的影响；

四、掌握真实气体反应的化学平衡；

五、掌握混合物和溶液中的化学平衡。

第6章  相平衡

第一节  相律

第二节  单组份系统相图

第三节  二组分系统理想液态混合物的气-液平衡相图

第四节  二组分真实液态混合物的气-液平衡相图

第五节  精馏原理

第六节  二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气-液平衡相图

第七节  二组分固态不互溶系统液-固平衡相图

第八节  生成化合物的二组分凝聚系统相图

第九节  二组分固态互溶系统液-固平衡相图

第十节  三组分系统液-液平衡相图

要求：

一、了解相律；

二、掌握单组分系统相图；

三、掌握二组分系统基本的几种的气-液、液-固相图；

四、了解三组分系统液-液平衡相图。

四、教学重点与难点

五、学时分配

因目前实验条件还不成熟，故没有开设物理化学实验。

七、课程说明

1. 教学方法、教学手段

教学方法：启发、讨论

教学手段：板书 + 多媒体教学

2. 作业及辅导答疑

（1）作业：

作用是学生进一步理解和巩固知识，熟练运用知识的重要环节，是使学生的知识转化、内化为能力，升华为素质的重要途径。

① 布置要求：

符合课程范围和教学大纲要求，有助于理解、记忆和巩固课堂知识，突出重点、突破难点，形成能力和技巧；

具有针对性，有利于激发学生思维、发现规律和总结方法；

具有目的性，有利于拓宽学生视野、引导探究、提升认识能力和实践能力；

作业分量适当，每章（单元）内容授完后安排一次作业。每学期不少于4次。

② 批阅要求：

对学生作业严格要求，做到内容正确，表述清楚，字迹工整，按时完成；

学生作业应按时收交，及时、认真批改，准确评分，定期讲评。其中普遍性的错误在课堂上集体订正、讲评，个别性的错误要求学生个别订正，并在下次作业批改时一并检查，二次批阅。

（2）辅导答疑安排：

主要在课间、课外进行。可以一对一和一对多直接交流，也可以互联网为手段，随时进行网上辅导。

3. 考核说明

（1）从考知识向考五大体系转变

根据成功素质教育人才培养模式，结合课程特点，考试目的从考核学生对书本知识掌握、记忆转向考核学生运用所学知识，分析、解决实际问题的能力和创新思维能力，着重考核观念、品格、能力、知识、方法五大体系及综合素质。

（2）考核形式：开卷考查

学生最终成绩由期末考查成绩(占总评成绩的60%)、平时成绩（考勤、作业、课堂表现、课堂测验，共占总评成绩的40%）二部分组成。

（3）考试范围：

包括：教材内容（95%），参考书内容（5%）。

八、教材及主要参考书

1. 本课程使用教材：

      刘俊吉,周亚平,李松林.《物理化学》.高等教育出版社，2009，ISBN,9787040262797。

2. 主要参考书

 （1）孙世刚，《物理化学》，厦门大学出版社，2008年； 

（2）傅献彩、沈文霞、姚天扬，《物理化学》（第四版），2010年；

九、编写及审核人

编写者： 生科院

审核者： 教研室集体审议，专业负责人（或主任）签字。

编写时间：2015.9