《物理化学》教学大纲 课程名称:物理化学 课程类别(必修/选修):必修 课程英文名称:Physical Chemistry 总学时/周学时/学分:48/4/3 其中实验/实践学时:0 先修课程:无机化学、分析化学、高等数学等 后续课程支撑:物理化学实验、环境工程原理、水污染控制工程等 授课时间:1-12周/周三1-2节、周五3-4节 授课地点:6C-303、6C-301 授课对象:生态环境与建筑工程学院2020级环境工程专业卓越计划1班 开课学院:生态环境与建筑工程学院 任课数师姓名职称:蔡丽蓉高级工程师 答疑时间、地点与方式:课间答疑:可通过线上平台、微信、电话、E-ml联系答疑和讨论,也可到办公室提问和讨论。 课程考核方式:开卷()闭卷()课程论文()其它() 使用教材:刘俊吉周亚平李松林冯霞修订《物理化学》(第六版)北京:高等教育出版社,2017 散学参考资科: 1.胡英《物理化学》(第六版),北京:高等教育出版社,2014. 2.傅献彩,沈文霞,姚天扬编著,《物理化学》(第五版),北京:高等教有出版社,2008. 3.朱文涛《物理化学》(第一版)北京:清华大学出版社,2011
1 《物理化学》教学大纲 课程名称:物理化学 课程类别(必修/选修):必修 课程英文名称:Physical Chemistry 总学时/周学时/学分:48 / 4 / 3 其中实验/实践学时:0 先修课程:无机化学、分析化学、高等数学等 后续课程支撑:物理化学实验、环境工程原理、水污染控制工程等 授课时间: 1-12 周/周三 1-2 节、周五 3-4 节 授课地点:6C-303、6C-301 授课对象:生态环境与建筑工程学院 2020 级 环境工程专业卓越计划 1 班 开课学院:生态环境与建筑工程学院 任课教师姓名/职称:蔡丽蓉/高级工程师 答疑时间、地点与方式:课间答疑;可通过线上平台、微信、电话、E-mail 联系答疑和讨论,也可到办公室提问和讨论。 课程考核方式:开卷( )闭卷(√)课程论文( )其它( ) 使用教材:刘俊吉 周亚平 李松林 冯霞 修订《物理化学》(第六版) 北京:高等教育出版社,2017 教学参考资料: 1. 胡英 《物理化学》(第六版),北京:高等教育出版社,2014. 2. 傅献彩,沈文霞,姚天扬 编著,《物理化学》(第五版),北京:高等教育出版社,2008. 3. 朱文涛 《物理化学》(第一版) 北京:清华大学出版社,2011
课程简介: 作为化学学科的一个基本分支,物理化学是化学类专业本科生的一门主干基础课程。它借助数学、物理学等基础理论及其提供的实验手段,探求化 学现象中普遍性的基本规律,是化学科学的理论基础。物理化学课程的内容主要包括:化学热力学、化学动力学、化学平衡、电化学、表面和胶体化学 等分支学科。通过本课程的学习,学生应该:()系统掌握物理化学的基础知识和基本原理,它们不仅是化学学科的理论基础,也是其它相关学科的理 论基础:由此加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解:(2)学会物理化学的科学思维方法,即从实验现象及其结果出发,通过归纳和演绎, 建立模型,进一步推导并最终揭示具有普遍意义的理论:同时学握理论联系实际,分析和解决具体问题的方法,并进一步培养自主学习和创新能力。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑: 课程教学目标 支排毕业要求指标点 毕业要求 目标1: 学握数学、自然科学、环境工程基础与专业知识, 了解和掌握热力学的一系列基本概念、基础知识和基本原 1.2掌握化学基础知识,并能用于解决 能够运用其理论和方法解决环境“三废治理”中的设 理:加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解: 环境工程问题 计、运行和管理等复杂工程问题。 学习物理化学的科学思维方法 目标2: 1. 掌握数学、自然科学、环境工程基础与专业知识, 1.2掌握化学基础知识,并能用于解决 了解和掌握化学动力学基础:培养主动参与、探究科学的 能够运用其理论和方法解决环境“三废治理”中的设 环境工程问题 学习态度和思想意识 计、运行和管理等复杂工程问题。 目标3: 2.3能够应用数学和自然科学基本原 2.能够综合应用数学、自然科学和环境工程专业知 理解化学热力学在多组分、化学平衡、相平衡、电化学、 理,对提炼出的复杂环境问题进行数学 识,并通过文献调研、环境监测、科学试验等手段, 界面现象、胶体等不同体系中的应用:掌握理论联系实际, 模型和科学模型表达,经分析得出有效 识别、分析和表达复杂环境工程问题,化繁为简并 分析和解决具体问题的方法,并进一步培养自主学习和创 结论 获得有效结论。 新能力
2 课程简介: 作为化学学科的一个基本分支,物理化学是化学类专业本科生的一门主干基础课程。它借助数学、物理学等基础理论及其提供的实验手段,探求化 学现象中普遍性的基本规律,是化学科学的理论基础。物理化学课程的内容主要包括:化学热力学、化学动力学、化学平衡、电化学、表面和胶体化学 等分支学科。通过本课程的学习,学生应该:(1) 系统掌握物理化学的基础知识和基本原理,它们不仅是化学学科的理论基础,也是其它相关学科的理 论基础;由此加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解;(2) 学会物理化学的科学思维方法,即从实验现象及其结果出发,通过归纳和演绎, 建立模型,进一步推导并最终揭示具有普遍意义的理论;同时掌握理论联系实际,分析和解决具体问题的方法,并进一步培养自主学习和创新能力。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑: 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1: 了解和掌握热力学的一系列基本概念、基础知识和基本原 理;加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解; 学习物理化学的科学思维方法 1.2 掌握化学基础知识,并能用于解决 环境工程问题 1. 掌握数学、自然科学、环境工程基础与专业知识, 能够运用其理论和方法解决环境“三废治理”中的设 计、运行和管理等复杂工程问题。 目标 2: 了解和掌握化学动力学基础;培养主动参与、探究科学的 学习态度和思想意识 1.2 掌握化学基础知识,并能用于解决 环境工程问题 1. 掌握数学、自然科学、环境工程基础与专业知识, 能够运用其理论和方法解决环境“三废治理”中的设 计、运行和管理等复杂工程问题。 目标 3: 理解化学热力学在多组分、化学平衡、相平衡、电化学、 界面现象、胶体等不同体系中的应用;掌握理论联系实际, 分析和解决具体问题的方法,并进一步培养自主学习和创 新能力 2.3 能够应用数学和自然科学基本原 理,对提炼出的复杂环境问题进行数学 模型和科学模型表达,经分析得出有效 结论 2. 能够综合应用数学、自然科学和环境工程专业知 识,并通过文献调研、环境监测、科学试验等手段, 识别、分析和表达复杂环境工程问题,化繁为简并 获得有效结论
理论款学进程表 教学模式 授课数 学时 支排课 次 教学主题 数 教学内容(重点、难点、课程思政融入点) 师 (线上/混合 教学方法 作业安排 程目标 式/线下) 物理化学学科绪论: 1.37 气体的pT性质 课程思政作业: 优学院 重点:物理化学学科概述、理想气体状态方程 每位学生完成 绪论 视频资源 蔡丽蓉 2 难点:理想气体状态方程 混合式 PPT,介绍我 目标一 气体的pT性质 课堂讲授 课程思政融入点:讲述中国物理化学家在中国发展史 国的一位化学 与讨论 中的贡献,提升学生的民族自豪感,激励学生为民族 家为祖国做贡 伟大复兴而努力 献的事例 1 热力学第一定律基本概念 重点:热力学第一定律:状态函数:体积功计算 优学院 难点:状态函数法及其应用 视频资源 热力学第一定律 蔡丽蓉 2 课程思政融入点:讲述第一类永动机违背了热力学第 混合式 2.3/5 目标一 课堂讲授 一定律,是不可能成功的,引导学生在追求真理的路 上一定要保持实事求是的精神,不要做违背自然规律 与讨论 的事 优学院 摩尔热容:相变焓: 视频资源 2 热力学第一定律 蔡丽蓉 4 重点:相变焓 混合式 2.11/26 目标一 课堂讲授 难点:利用摩尔热容计算△U和△H 与讨论 3
3 理论教学进程表 周 次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容(重点、难点、课程思政融入点) 教学模式 (线上/混合 式/线下) 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 气体的 pVT 性质 蔡丽蓉 2 物理化学学科绪论; 气体的 pVT 性质 重点:物理化学学科概述、理想气体状态方程 难点:理想气体状态方程 课程思政融入点:讲述中国物理化学家在中国发展史 中的贡献,提升学生的民族自豪感,激励学生为民族 伟大复兴而努力 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 1.3/7 课程思政作业: 每位学生完成 PPT,介绍我 国的一位化学 家为祖国做贡 献的事例 目标一 热力学第一定律 蔡丽蓉 2 热力学第一定律基本概念 重点:热力学第一定律;状态函数;体积功计算 难点:状态函数法及其应用 课程思政融入点:讲述第一类永动机违背了热力学第 一定律,是不可能成功的,引导学生在追求真理的路 上一定要保持实事求是的精神,不要做违背自然规律 的事 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 2.3/5 目标一 2 热力学第一定律 蔡丽蓉 4 摩尔热容;相变焓; 重点:相变焓 难点:利用摩尔热容计算U 和H 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 2.11/26 目标一
化学反应焓:可逆体积功 优学院 重点:标准摩尔反应焓和可逆体积功的计算 视频资源 3 热力学第一定律 蔡丽蓉 4 混合式 2.28/38 目标一 难点:标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔 课堂讲授 反应焓的区别与联系 与讨论 优学院 热力学第二定律:熵 视频资源 4 热力学第二定律 蔡丽蓉 4 重点:热力学第二定律:熵判据 混合式 3.3/19 目标一 课堂讲授 难点:熵的导出 与讨论 嫡变的计算:亥姆霍兹函数和吉布斯函数:热力学基 优学院 本方程 视频资源 5 热力学第二定律 蔡丽蓉 4 混合式 3.22/40 目标一 重点:熵变的计算 课堂讲授 难点:热力学基本方程 与讨论 优学院 多组分系统热力学 多组分系统热力 视频资源 6-7 蔡丽蓉 6 重点:偏摩尔量:化学势:拉乌尔定律和亨利定律 混合式 4.11 目标三 学 课堂讲授 难点:化学势计算 与讨论 7 期中考核 蔡丽蓉 2 线下 理想气体化学反应的等温方程:标准平衡常数及相关 优学院 计算 视频资源 化学平衡 蔡丽蓉 4 混合式 5.2/14/20 目标三 重点:化学反应的等温方程 课堂讲授 难点:反应平衡常数的不同表示方法及计算 与讨论
4 3 热力学第一定律 蔡丽蓉 4 化学反应焓;可逆体积功 重点:标准摩尔反应焓和可逆体积功的计算 难点:标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔 反应焓的区别与联系 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 2.28/38 目标一 4 热力学第二定律 蔡丽蓉 4 热力学第二定律;熵 重点:热力学第二定律;熵判据 难点:熵的导出 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 3.3/19 目标一 5 热力学第二定律 蔡丽蓉 4 熵变的计算;亥姆霍兹函数和吉布斯函数;热力学基 本方程 重点:熵变的计算 难点:热力学基本方程 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 3.22/40 目标一 6-7 多组分系统热力 学 蔡丽蓉 6 多组分系统热力学 重点:偏摩尔量;化学势;拉乌尔定律和亨利定律 难点:化学势计算 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 4.11 目标三 7 期中考核 蔡丽蓉 2 线下 8 化学平衡 蔡丽蓉 4 理想气体化学反应的等温方程;标准平衡常数及相关 计算 重点:化学反应的等温方程 难点:反应平衡常数的不同表示方法及计算 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 5.2/14/20 目标三
优学院 自由度和相律 视频资源 9 相平衡 蔡丽蓉 2 重点:自由度和相律 混合式 6.1 目标三 课堂讲授 难点:相律的推导及计算 与讨论 电解质溶液及基本概念:可逆电池:能斯特方程: 7.14/29 重点:原电池热力学和电动势 课程思政作业: 学生以小组为 9 难点:电极电势和电池电动势的计算 课堂讲授 10 电化学 蔡丽蓉 4 线下 单位查阅文献, 目标三 课程思政融入点:介绍电导率是水质检测中的一个重 与讨论 完成PPT,介 要指标。鼓励学生运用自己的所学知识,为实现“天 绍电化学在环 更蓝、山更绿、水更清”而努力 境领域的应用 表面张力:几种不同的界面现象 10- 重点:表面张力、固体表面吸附、固液界面润湿 课堂讲授 11 界面化学 蔡丽蓉 4 线下 10.2/14 目标三 难点:液体的表面张力、单位面积表面功和单位面积表 与讨论 面吉布斯函数是同一个物理量:固体表面的吸附现象 基元反应:速率方程:阿伦尼乌斯方程和活化能 11- 重点:不同反应级数的速率方程及其特征:阿伦尼乌 课堂讲授 12 化学动力学 蔡丽蓉 4 线下 11.2/23 目标二 斯方程 与讨论 难点:质量作用定律 胶体化学 课堂讲授 12 胶体化学 蔡丽蓉 2 重点:胶体的动力学、光学、电学性质 线下 12.8 目标三 与讨论 难点:胶团结构的表示 合计 48
5 9 相平衡 蔡丽蓉 2 自由度和相律 重点:自由度和相律 难点:相律的推导及计算 混合式 优学院 视频资源 课堂讲授 与讨论 6.1 目标三 9- 10 电化学 蔡丽蓉 4 电解质溶液及基本概念;可逆电池;能斯特方程; 重点:原电池热力学和电动势 难点:电极电势和电池电动势的计算 课程思政融入点:介绍电导率是水质检测中的一个重 要指标。鼓励学生运用自己的所学知识,为实现 “天 更蓝、山更绿、水更清”而努力 线下 课堂讲授 与讨论 7.14/29 课程思政作业: 学生以小组为 单位查阅文献, 完成 PPT,介 绍电化学在环 境领域的应用 目标三 10- 11 界面化学 蔡丽蓉 4 表面张力;几种不同的界面现象 重点:表面张力、固体表面吸附、固-液界面润湿 难点:液体的表面张力、单位面积表面功和单位面积表 面吉布斯函数是同一个物理量;固体表面的吸附现象 线下 课堂讲授 与讨论 10.2/14 目标三 11- 12 化学动力学 蔡丽蓉 4 基元反应;速率方程;阿伦尼乌斯方程和活化能 重点:不同反应级数的速率方程及其特征;阿伦尼乌 斯方程 难点:质量作用定律 线下 课堂讲授 与讨论 11.2/23 目标二 12 胶体化学 蔡丽蓉 2 胶体化学 重点:胶体的动力学、光学、电学性质 难点:胶团结构的表示 线下 课堂讲授 与讨论 12.8 目标三 合计 48
课程考核 评价依据及成绩比例(%) 课程目标 支撑毕业要求指标点 线上表现 课堂表现 作业 期中考核 期末考核 目标一 1.2 1 6 10 15 43.0 目标二 1.2 1 2 7.5 10.5 目标三 2.3 12 27.5 46.5 总计 10 10 10 10 50 100 备注:)根据《东苏理工学院考试管理规定》第十二条规定:旷课3次(或6课时)学生不得参加该课程的翔终考核。2)各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间:2022年2月23日 系(部)审查意见: 我系(部)课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查,同意执行。 系(部)主任签名: 李行亮 日期: 年月日 备注:在线优学院平台课程网址htps://courseweb.ulearning.cn/ulearning/index.htmlf#/course//homework?courseld=-996S2 6
6 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例(%) 线上表现 课堂表现 作业 期中考核 期末考核 目标一 1.2 7 5 6 10 15 43.0 目标二 1.2 -- 1 2 -- 7.5 10.5 目标三 2.3 3 4 12 -- 27.5 46.5 总计 10 10 10 10 50 100 备注:1)根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定:旷课 3 次(或 6 课时)学生不得参加该课程的期终考核。2)各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间:2022 年 2 月 23 日 系(部)审查意见: 我系(部)课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查,同意执行。 系(部)主任签名: 日期: 年 月 日 备注:在线优学院平台课程网址 https://courseweb.ulearning.cn/ulearning/index.html#/course/homework?courseId=99652
附录:各类考核评分标准表 作业评分标准 评分标准 观测点 A100 B(90) C(80) D(0) 基本概念及解决问题的方案 概念清楚,解题思路清晰,计 概念比较清楚,解题思路比较清 概念基本清楚,解题思路基 概念不太清楚,解题思路 正确性 算正确 晰,计算比较正确 本清晰,计算基本正确 不太清晰,计算错误较多 补交作业,书写较为一般, 按时完成,书写工整、清晰,符 按时完成,书写清晰,主要符号、 未交作业或不按照规范执 作业完成态度 部分符号、单位按照规范执 号、单位等按规范要求执行 单位按照规范执行 行 行 7
7 附录:各类考核评分标准表 作业评分标准 观测点 评分标准 A(100) B(90) C(80) D(0) 基本概念及解决问题的方案 正确性 概念清楚,解题思路清晰,计 算正确 概念比较清楚,解题思路比较清 晰,计算比较正确 概念基本清楚,解题思路基 本清晰,计算基本正确 概念不太清楚,解题思路 不太清晰,计算错误较多 作业完成态度 按时完成,书写工整、清晰,符 号、单位等按规范要求执行 按时完成,书写清晰,主要符号、 单位按照规范执行 补交作业,书写较为一般, 部分符号、单位按照规范执 行 未交作业或不按照规范执 行