新疆大学“物理化学”课程(理科)教学大纲 Physicalchemistry 课程编号:B073307 课程类型:必修 总学时:64+54=118周学时4(上)3(下) 学分:7 适用对象:化学本科应用化学、化学、材料化学等理科各专业 先修课程高等数学普通物理、无机化学、有机化学 使用教林:《物化学羚(第五版)付献彩等编高等教育出版社(十五国家级规贱教材) 参考书: (1)《物理化学学第五版天津大学李松林等编高教出版社 (2)《物理化学》韩德刚、高盘良等编高等教育出版社 (3)《物理化学核心教程沈文霞编 科学出版社。 (4)《物理化学简明教图印永泉桌编 人民教有出版社 (5)物理化学习题500例李大珍编 化工出版社 (6)物理化学学习引导 (7)物理化学习题与解容新疆大学化学化工学院物理化学教研室编 (8)胡英,昌瑞东等编,物理化学(第四版,上、中、下)高等教有出版社。 一、本课程的目的和任务 物理化学是化学专业的一门基理论课。通过本课的学习,要求学生系统地学握物理化学的基本原理和方 法,并能用于分析和解决学中的一些化工生产和科学研究中的实标向题。本课程的任务是介绍学热力学、统计 热力学、化学动力学、电化学、表面化学及胶体化学基本知识、原理和方法。通过讲授、自习、演算习题、习 题课和实验教学环节而达到学习本课程的目的。 二、讲授内容和基本要求 绪论(1学时) 说明:本章要求讲解内容 物理化学的内容、方法,作拥,如何学习物理化学课程 第一章气体(6学时) 说明:本章是本课程的基础纳容,通过本章的学习要达到下列要求: 重点掌拆理想气体状态方程及应用及范德华方程对实际气体的应用。明确理想气体状态图和气体分子运 动速率、平动能的分布形式。了解分了的撞频率与平均自由程。 1.气体分子运动论、分子平均平动能与温度的关系。 2.气体摩尔常数、理想气体状态图、分子运动速率的分布。 3.分子平动能的分布、分子的时撞频率与平均自由程
1 新疆大学“物理化学”课程(理科)教学大纲 Physicalchemistry 课程编号: B073307 课程类型:必修 总 学 时: 64+54=118 周学时 4(上) 3(下) 学 分: 7 适用对象:化学本科应用化学、化学、材料化学等理科各专业 先修课程:高等数学、普通物理、无机化学、有机化学 使用教材: 《物理化学》(第五版)付献彩等编 高等教育出版社(“十五”国家级规划教材) 参考书: (1)《物理化学》 第五版 天津大学 李松林等编 高教出版社 (2)《物理化学》 韩德刚、高盘良等编 高等教育出版社 (3)《物理化学核心教程》 沈文霞编 科学出版社。 (4)《物理化学简明教程》 印永嘉编 人民教育出版社 (5)物理化学习题500例 李大珍编 化工出版社 (6)物理化学学习引导 (7)物理化学习题与解答 新疆大学化学化工学院物理化学教研室编 (8)胡英,吕瑞东等编,物理化学(第四版,上、中、下)高等教育出版社。 一 、本课程的目的和任务 物理化学是化学专业的一门基础理论课。通过本课程的学习,要求学生系统地掌握物理化学的基本原理和方 法,并能用于分析和解决学中的一些化工生产和科学研究中的实际问题。本课程的任务是介绍学热力学、统计 热力学、化学动力学、电化学、表面化学及胶体化学基本知识、原理和方法。通过讲授、自习、演算习题、习 题课和实验教学环节而达到学习本课程的目的。 二、讲授内容和基本要求 绪论(1学时) 说明:本章要求讲解内容: 物理化学的内容、方法,作用,如何学习物理化学课程 第一章 气体(5学时) 说明:本章是本课程的基础内容,通过本章的学习要达到下列要求: 重点掌握理想气体状态方程及其应用及范德华方程对实际气体的应用。明确理想气体状态图和气体分子运 动速率、平动能的分布形式。了解分子的碰撞频率与平均自由程。 1. 气体分子运动论、分子平均平动能与温度的关系。 2. 气体摩尔常数、理想气体状态图、分子运动速率的分布。 3. 分子平动能的分布、分子的碰撞频率与平均自由程
4.实际气体及其状态方程, 5.气体、液体间的相互转化规律。 第二章热力学第一定律及其应用(2学时) 说明:本章是本课程的重点之一,通过本章的学习要达到下列要求: 1.了解热力学的些基本概念,如系统与环境、平衡状态、过程与途径、功与热、内能、焓及标准生成热等。 2.明确热力学第一定绅和内能的概念。明确热和功只在体系与环境之间有能量交换时才有意义。熟知功与热正 负号的取号惯例, 3.明确静时程与可时程的意义。 4.明确、H都是状态函数以及状态函数的特性。 5.学会方法(首先确定体系、始态及终态和过程然后计算功、热量和状态函数的改变量。若不好计算则根 状态函数只与始终态有关的原则,设计过程计算),较熟练地应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等玉、 绝热等过程中的4H、/、O、W。 6.了解卡诺循环的意义以及理想气体在诸者过程钟热、功的计算 7.了解JouleThomson效应及实际气体的4U、4H。 8.能熟练地应用胜成培、燃烧常米计算反应热。会应用赫撕斯定律和基霍夫定律。 第三章热力学第二定律(2学时) 说明:本章基本要求 1明确热力学第二定律的意义,了解自发变化的共后性质 2.了解热力学第二定律与卡诺理的联系。理解克劳修斯不等式的重要性。注意在导出熵函数的过程中,公式 推导的逻辑推理。 3.熟记热力学函数U、从、S、A、G的定义。了解其物理意义。 4.明确4G在特殊条件下的物理意义,如何利用它来判别变化的方向和平衡条件。 5较熟练地计算些简单过程中的4S、4以、4G,等温等容和等温等压下过程方向与限度的判据 6.熟练地运用吉布斯亥娟霍兹公式。 7.了解嫡的统计意义。 8.热力学基本关系式:基本关系式、对应系数关系式、麦克斯韦关系式 9.了解热力学第三定律的内容,明确规定的意义,计算及其应用。 第四章多组盼系统热力学级其在溶液中的应用(0学时) 说明:本章基本要求:这一章主要讲多组盼系统热力学(即热力学第一、第二定律在多组分体系中的些 应用),引入了理想液态混合物、活度、逸度、标准态、超额函数等概念,介绍了理想液态混合物。非理想液态 混合物中任一组分的化学势的表示法。这些表示法在处理溶液中的问题(相平衡和化学平衡)时很有用。例如通 过对稀溶液依数性质公式的推导,可了解阴化学势来处理溶液问题的基本方法。此外还介绍了两个经验规牌(拉 乌尔定律和利岸律,这两个定哥有相同之处又有不同之处)学习本章的具体要求是: 1.浓度的络种表示法及其相西关系。 2.明确偏尔量和化学势的意义,了解他之间的区别。为什么在处理多组分问时,这两个概念都限重要。 了解吉布斯杜亥拇公式和陆该姆马居耳公式。 3.了解拉乌尔定律和哼利定律以及它们的区别
2 4. 实际气体及其状态方程。 5. 气体、液体间的相互转化规律。 第二章 热力学第一定律及其应用(12学时) 说明:本章是本课程的重点之一, 通过本章的学习要达到下列要求: 1. 了解热力学的一些基本概念,如系统与环境、平衡状态、过程与途径、功与热、内能、焓及标准生成热等。 2. 明确热力学第一定律和内能的概念。明确热和功只在体系与环境之间有能量交换时才有意义。熟知功与热正 负号的取号惯例。 3. 明确准静态过程与可逆过程的意义。 4. 明确U、H都是状态函数,以及状态函数的特性。 5. 学会方法(首先确定体系、始态及终态和过程,然后计算功、热量和状态函数的改变量,若不好计算则根据 状态函数只与始终态有关的原则,设计过程计算),较熟练地应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、 绝热等过程中的ΔH、ΔU、Q、W。 6. 了解卡诺循环的意义以及理想气体在诸过程中热、功的计算。 7. 了解Joule-Thomson效应及实际气体的ΔU、ΔH。 8. 能熟练地应用生成焓.、燃烧焓来计算反应热。会应用赫斯定律和基尔霍夫定律。 第三章 热力学第二定律(12学时) 说明:本章基本要求: 1. 明确热力学第二定律的意义,了解自发变化的共同性质。 2. 了解热力学第二定律与卡诺定理的联系。理解克劳修斯不等式的重要性。注意在导出熵函数的过程中,公式 推导的逻辑推理。 3. 熟记热力学函数U、H、S、A、G的定义。了解其物理意义。 4. 明确ΔG在特殊条件下的物理意义,如何利用它来判别变化的方向和平衡条件。 5. 较熟练地计算一些简单过程中的△S、△H、△G,等温等容和等温等压下过程方向与限度的判据。 6. 熟练地运用吉布斯-亥姆霍兹公式。 7. 了解熵的统计意义。 8. 热力学基本关系式:基本关系式、对应系数关系式、麦克斯韦关系式。 9. 了解热力学第三定律的内容,明确规定熵的意义,计算及其应用。 第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用(10学时) 说明:本章基本要求:这一章主要讲多组分系统热力学(即热力学第一、第二定律在多组分体系中的一些 应用),引入了理想液态混合物、活度、逸度、标准态、超额函数等概念,介绍了理想液态混合物。非理想液态 混合物中任一组分的化学势的表示法。这些表示法在处理溶液中的问题(相平衡和化学平衡 )时很有用。例如通 过对稀溶液依数性质公式的推导,可了解用化学势来处理溶液问题的基本方法。此外还介绍了两个经验规律(拉 乌尔定律和亨利定律,这两个定律既有相同之处又有不同之处)学习本章的具体要求是: 1. 浓度的各种表示法及其相互关系。 2.明确偏摩尔量和化学势的意义,了解他们之间的区别。为什么在处理多组分问题时,这两个概念都很重要。 了解吉布斯-杜亥拇公式和杜亥姆-马居耳公式。 3. 了解拉乌尔定律和亨利定律以及它们的区别
4.什么是理想液态混合物。理想液态混合物有哪些通性 5.如何表示稀溶液中各组分化学势?各组分的标准态有什么不同配 6.了解理想稀溶液依数性公式的推导,以及分配定律公式的推导。 7.了解逸度和活疲的概念。 第五章相平衡(8学时) 说明:本章基本要求 L.相律:相、组分数、自由度的概念、相律的推导 2.单组份体系的相图:水的相图、二氧化碳的相图! 3.克拉贝龙方程式和克拉贝龙一克劳修斯方程式的推导与应用。 4.二组分液一液体系相图:完全互溶双液系-X图、下X图、杠杆规则、蒸馏与精馏原理) 部分互溶双液系。不互溶双液系及水蒸汽蒸馏原理。杠杆规则。 5.二组分固一液体系相图:形成简单低共熔混合物的固一液体系(热分析法、溶解度法绘制相图) 相图。形成稳定化合物和形成不稳定化合物的周一液体系相图。固态完全互溶、部分互溶的周液 体系。 第六章化学平衡(10学时) 说明:本章基本要求:在本章中根据热力学的平衡条件导出化学反应等温式和平衡常数的表示式。前者用于 判别化学反应的方向,后者侧反应达平衡时反应体系中物质的活疲(浓度)之间的关系。根据平衡常数就能 求出在给定条件下反应所能达到的程度。然后又讨论了各种因素对化学平衡的影响。重点在于计算平衡组成。 具体要求是 1.了解如何从平衡条件导出化学反应等温式。如何使用这个公式。 2.均相和多相反应的平衡常数表示式有什么不同。 3.理解AG的意义,如何由△Gm估计反应的舸能性 4.熟悉K己、Kn、K和k之间的关系。 5.了解平衡常数与温度、压力的关系和怡性气体对平衡组成的影响,并学握其计算方法。 6.能根据标准热力学函数的标植计算标准平衡常数 7.了解同时平衡,反应耦合、近似计算等的处理方法。 第七章统计热力学基础(6学时)(民族学生选讲汉族学生备用,视情祝讲授) 说明:在这一章中介绍玻兹曼分布,从最概然分布引出配分函数的概念。对定位和非定位两种体系,重点 侧重于非定位体系。本章中公式较多,只需理解其推演过程对重要的公式应知道其应明。具体要求是: 1.什么是最概然分布。 2.为什么可以用最概然分布的观状态数来代替整个体系的微观状态数。 3.何谓配分函数:它有什么物理意义。 4.定位体系与定位体系的热力学函数有什么差别。 5.平动转动振动对热力学车函数的贡献。了解公式的推导过程。 3
3 4. 什么是理想液态混合物。理想液态混合物有哪些通性。 5. 如何表示稀溶液中各组分化学势?各组分的标准态有什么不同? 6. 了解理想稀溶液依数性公式的推导,以及分配定律公式的推导。 7. 了解逸度和活度的概念。 第五章 相平衡(8学时) 说明:本章基本要求: 1. 相律:相、组分数、自由度的概念、相律的推导。 2. 单组份体系的相图:水的相图、二氧化碳的相图。 3. 克拉贝龙方程式和克拉贝龙—克劳修斯方程式的推导与应用。 4. 二组分液—液体系相图:完全互溶双液系(p-X 图、T-X 图、杠杆规则、蒸馏与精馏原理) 、 部分互溶双液系。不互溶双液系及水蒸汽蒸镏原理。杠杆规则。 5. 二组分固—液体系相图:形成简单低共熔混合物的固—液体系(热分析法、溶解度法绘制相图) 相图。形成稳定化合物和形成不稳定化合物的固—液体系相图。固态完全互溶、部分互溶的固液 体系。 第六章 化学平衡(10学时) 说明:本章基本要求:在本章中根据热力学的平衡条件导出化学反应等温式和平衡常数的表示式。前者用于 判别化学反应的方向,后者则反应达平衡时反应体系中各物质的活度(浓度)之间的关系。根据平衡常数就能 求出在给定条件下反应所能达到的程度。然后又讨论了各种因素对化学平衡的影响。重点在于计算平衡组成。 具体要求是: 1. 了解如何从平衡条件导出化学反应等温式。如何使用这个公式。 2. 均相和多相反应的平衡常数表示式有什么不同。 3. 理解△G m的意义,如何由ΔG m估计反应的可能性。 4. 熟悉Kp 、KP、Kx和kc之间的关系。 5. 了解平衡常数与温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响,并掌握其计算方法。 6. 能根据标准热力学函数的标值计算标准平衡常数。 7. 了解同时平衡,反应耦合、近似计算等的处理方法。 第七章 统计热力学基础(6学时)(民族学生选讲,汉族学生备用,视情况讲授) 说明: 在这一章中介绍玻兹曼分布,从最概然分布引出配分函数的概念。对定位和非定位两种体系,重点 侧重于非定位体系。本章中公式较多,只需理解其推演过程,对重要的公式应知道其应用。具体要求是: 1. 什么是最概然分布。 2. 为什么可以用最概然分布的微观状态数来代替整个体系的微观状态数。 3. 何谓配分函数?它有什么物理意义。 4. 定位体系与非定位体系的热力学函数有什么差别。 5. 平动.转动.振动对热力学函数的贡献,了解公式的推导过程
第八章电解质溶液(10学时) 说明:本章基本要求 1.了解电化学基本概念和法拉第定律。 2了解迁移数的意义及常用的测定迁移数的方法 3.熟悉电解质溶液的电导:电导、电导率、电解质的摩尔电导率、离子独立运动定律。了解迁移 数与摩尔电导率离子迁移率之间的关系。 4.熟悉电导测定的一些应用:电导的测定、电离度与电离常数、难溶盐的溶解度和溶度积 5.弄清禁电解质的离子活度、离子平均活度及平均活度系数的意义及其计算方法 6.了解强电解顺溶液理论(主要是离子氛的概念),并会德拜休克尔极限公式 第九章可逆电池电动崂及其应朔(10学时) 说明:木章基本要求: 1.明确电动势与△G的关系。熟悉电极电势的一套符号惯例,大致知道在教科书上或文献上还有哪些惯例。 2.熟悉标准电极电势表的应用(包括率化能力的估计,平衡常数的计算等)。 3.对于所哈的电池能熟练正确地写出电极反应和电池反应并能计算其电动捞 4.能根据简单的化学饭应来设计电池。 5.明确温度对电动势的影痢及了解4H,和4S的计算 6.了解电动势产生的机理及电动捞测定法的一些应用。 第十章电解及极化作拥(6学时) 说期:本章基本要求:本章主要介绍了通电使体系发生化学变化即电解作用中的些规律对于在有电流通过 电极时所发生的极化作用的原因他作了介绍。具体要求如下: 1.了解分解电乐的意义。 2.了解产生极化作用的原因。了解超电势在电解中的作拥。 3.能计算一些简单的电解分离问邀。 4.了解金属腐的原因和咯种防腐的方法。 5.了解化学电的类型及应用. 第十一章化学动力学基础(一)10学时) 说明:本章内容基本要求: 1.掌握等容反应速率的定义和化学反应的速率方程:明确反应级数、基元反应和反应分子数、反应历程 等概念。 2.对于有简单级数的反应如零级、一级、一级反应要学握其速率公式及各种特征。对二级反应有一般的了解。 3.了解从实验数据确定反应级数和反应速率系数的方法。 4.明确温度、活化能对反速率的影响:理解啊仑尼乌斯经验式中各项的含义计算E、A、k等物理量。 5.对三种典型的复杂反应(对時反应、平行反应和链续反应)要学握其各自的特点并能够对其中比较简单的饭 应能写出反应速率与浓度关系的微分式。会应用选取控制步骤、稳态近似、平衡态等近似处理的方法。 6.链反应
4 第八章 电解质溶液(10学时) 说明:本章基本要求 1. 了解 电化学基本概念和法拉第定律。 2.了解迁移数的意义及常用的测定迁移数的方法。 3. 熟悉电解质溶液的电导:电导、电导率、电解质的摩尔电导率、离子独立运动定律。了解迁移 数与摩尔电导率.离子迁移率之间的关系。 4. 熟悉电导测定的一些应用:电导的测定、电离度与电离常数、难溶盐的溶解度和溶度积。 5. 弄清楚电解质的离子活度、离子平均活度及平均活度系数的意义及其计算方法 6. 了解强电解质溶液理论(主要是离子氛的概念),并会德拜-休克尔极限公式。 第九章 可逆电池电动势及其应用(10学时) 说明:本章基本要求: 1. 明确电动势与△rGm的关系。熟悉电极电势的一套符号惯例,大致知道在教科书上或文献上还有哪些惯例。 2. 熟悉标准电极电势表的应用(包括氧化能力的估计,平衡常数的计算等)。 3. 对于所给的电池能熟练.正确地写出电极反应和电池反应并能计算其电动势。 4. 能根据简单的化学反应来设计电池。 5. 明确温度对电动势的影响及了解ΔrHm和△rSm的计算。 6. 了解电动势产生的机理及电动势测定法的一些应用。 第十章 电解及极化作用(6学时) 说明:本章基本要求:本章主要介绍了通电使体系发生化学变化即电解作用中的一些规律对于在有电流通过 电极时所发生的极化作用的原因也作了介绍。具体要求如下: 1. 了解分解电压的意义。 2. 了解产生极化作用的原因。了解超电势在电解中的作用。 3. 能计算一些简单的电解分离问题。 4. 了解金属腐蚀的原因和各种防腐的方法。 5. 了解化学电源的类型及应用。 第十一章 化学动力学基础(一)(10学时) 说明:本章内容基本要求: 1. 掌握等容反应速率的定义和化学反应的速率方程;明确反应级数、基元反应和反应分子数、反应历程 等概念。 2. 对于有简单级数的反应如零级、一级、二级反应,要掌握其速率公式及各种特征。,对三级反应有一般的了解。 3. 了解从实验数据确定反应级数和反应速率系数的方法。 4. 明确温度、活化能对反应速率的影响;理解阿仑尼乌斯经验式中各项的含义, 计算Ea、A、k等物理量。 5. 对三种典型的复杂反应(对峙反应、平行反应和连续反应).要掌握其各自的特点并能够对其中比较简单的反 应能写出反应速率与浓度关系的微分式。会应用选取控制步骤、稳态近似、平衡态等近似处理的方法。 6. 链反应
第十二章化学动力学基础(二)(6学时) 说明:本章基本要求: 1.了解化学板应动力学的撞、过渡态和单分子反应理论的堪林内容:会计算些简单基元反应的速率常数, 并弄清楚几个能量的不同物理意义及相西关系。 2.了解密液中反应的特点和溶剂对反应的层响 3.了解快速反应所常用的测试方法及驰时间。 4.了解光化学反应的特点及量子产*的计算 5.了解催化反应的特点和常见的催化反应的类型。 第十三章表面物理化学(6学时) 说明:本章基本要求 L.明确表面吉布斯自由能、表涨力的概念,了解表面张力与温度的关系。 2.明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系,学会使用杨拉普拉斯公式。 3.了解弯曲表面上的蒸汽压与平面相此有何不同,学会使期Kem公式,会用这个基本原理来解释人工降雨 毛细凝聚等等常见的表现象。 4.理解吉布斯极附等温式的表示形式及作简单计算。理解什么表丽活性物质。 5.了解它在表面上作定向列及降低表面吉布斯自由能的情况。了解表面活性剂理解吉布期吸附等式的表示 形式,各项的物理意义并能应用及作的大致分类及它的几种重要作用。 6.了解液液,液周界面的铺展与润湿清况,理解气,固表面的附本质及吸附等温线的主要类型,能解释简单的表 面反应动学为何在不同压力下有不同的饭应级数。 第十四章胶体分散体系和大分了溶腋(6学时) 说明:本章基本要求: 理角解胶体分散体系的超微不均匀性以及由此而产生的胶体分散体系的动力性质光学性质及电学性质等方面 的特点,并应对胶体分散体系的稳定性作重点了解。具体要求如下: L了解胶体分散体系的基特性。 2.了解胶体分散体系在动力性质光学性质.电学性质等方面的特点以及如何利用这些特点对胶体进行粒度大小 带电情况等方面的研究并应拥于实线。 3了解胶在定性方面的特点及申解质对容胶稳定性的影响会判断电解质聚能才的大小 4.了解乳状液的种类乳化液的作用以及在工业和旧常生活种的应用。 三、教学重点与难点 本课程共分为十四章,内容可分为化学热方学(含热化学)、电化学、化学动力学、界面物理化学胶体与 大分子溶液五部盼,教学纳容重点在热力学、电化学、化学动学三部盼。其中: 1.化学热力学纳容中,气体的重点是理想气体状态方程及其应用:分子平均平动能与温度的关系。难点是分子 平动能的分布、分子的撞烦率与平均自由程。化学热力学重点在化学热力学第一定律、热力学第二定律和化 学平衡三方面的内容。具体在第二章到第六章中较滩理解的概念是:可逆过程、熵概念、化学势、偏摩尔量等: 重要是物理过程、混合过程和化学过程的瓜、4、H、4S、4G及平衡常数的计算应用方面是利佣4G判断 过程的方向性和限度:标准平衡常数及化学平衡等温式化学平衡等温式:化学反应平衡移动原理各种因素
5 第十二章 化学动力学基础(二)(6学时) 说明:本章基本要求: 1. 了解化学反应动力学的碰撞、过渡态和单分子反应理论的基本内容;会计算一些简单基元反应的速率常数, 并弄清楚几个能量的不同物理意义及相互关系。 2. 了解溶液中反应的特点和溶剂对反应的影响。 3. 了解快速反应所常用的测试方法及驰豫时间。 4. 了解光化学反应的特点及量子产率的计算。 5. 了解催化反应的特点和常见的催化反应的类型。 第十三章 表面物理化学(6学时) 说明:本章基本要求: 1. 明确表面吉布斯自由能、表面张力的概念,了解表面张力与温度的关系。 2. 明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系,学会使用杨-拉普拉斯公式。 3. 了解弯曲表面上的蒸汽压与平面相比有何不同,学会使用Kelvin公式,会用这个基本原理来解释人工降雨、 毛细凝聚等等常见的表面现象。 4. 理解吉布斯吸附等温式的表示形式及作简单计算。理解什么表面活性物质。 5. 了解它在表面上作定向排列及降低表面吉布斯自由能的情况,了解表面活性剂理解吉布斯吸附等温式的表示 形式,各项的物理意义并能应用及作的大致分类及它的几种重要作用。 6. 了解液-液,液-固界面的铺展与润湿情况,理解气-固表面的附本质及吸附等温线的主要类型,能解释简单的表 面反应动力学,为何在不同压力下有不同的反应级数。 第十四章 胶体分散体系和大分子溶液(6学时) 说明:本章基本要求: 理解胶体分散体系的超微不均匀性以及由此而产生的胶体分散体系的动力性质.光学性质及电学性质等方面 的特点,并应对胶体分散体系的稳定性作重点了解。具体要求如下: 1. 了解胶体分散体系的基本特性。 2. 了解胶体分散体系在动力性质.光学性质.电学性质等方面的特点以及如何利用这些特点对胶体进行粒度大小 带电情况等方面的研究并应用于实践。 3. 了解溶胶在稳定性方面的特点及电解质对溶胶稳定性的影响会判断电解质聚沉能力的大小。 4. 了解乳状液的种类.乳化液的作用以及在工业和日常生活中的应用。 三、教学重点与难点 本课程共分为十四章,内容可分为化学热力学(含热化学)、电化学、化学动力学、界面物理化学、胶体与 大分子溶液五部分,教学内容重点在热力学、电化学、化学动力学三部分。其中: 1. 化学热力学内容中,气体的重点是理想气体状态方程及其应用;分子平均平动能与温度的关系。难点是分子 平动能的分布、分子的碰撞频率与平均自由程。化学热力学重点在化学热力学第一定律、热力学第二定律和化 学平衡三方面的内容。具体在第二章到第六章中较难理解的概念是:可逆过程、熵概念、化学势、偏摩尔量等; 重要是物理过程、混合过程和化学过程的W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG及平衡常数的计算; 应用方面是利用ΔG判断 过程的方向性和限度;标准平衡常数及化学平衡等温式; 化学平衡等温式; 化学反应平衡移动原理(各种因素
对化学反应平衡的影响):熵函数及熵变计算、单组分体系的两相平衡(克拉贝龙方程、外压对蒸汽压的影响)、 多组分体系中物质的偏摩尔量与化学势等。 2.电化学部分的内容重点在电解质溶液的导电行为、原电池的计算和物质析出电势的计算:具体在在这部分中 重要的概念是离子迁移数、离子淌度、离子活度和活度系数、超电势等:重要的计算是原电池电动捞的计算 原电池的热力学计算,离子迁移数、离子活度和活度系数以及离子析出电势的计算。 3.化学动力学部分泡括化学动力学(一)、化学动力学(二重点之一在于掌握等容反应速率的表示法及基元反 应、反应级数等基本概念,对于有简单级数的反应如零级、一级、二级反应,要掌握其速公式的各种特征并能够 由实验数据确定简单反应的级数。明确温度活化能对反应速率的影响理部阿仑尼乌斯经验式中各顶的含义,计 算E、A、k等物理量。难点在三种典型的杂反应(对峙反应、平行反应和连续反应)要掌握其各自的特点并 能够对其中比较简的反应,能写出反应速率与浓度关系的微分式。重点之二在于掌握链反应的特点,会应用 稳态近似平衡假设等近似处理的方法。了解化学反应动力学的碰撞过渡态和单分子反应理论的基本内容,会计算 一些简单基元反应的速率常数并弄清楚几个能量的不同物理意义及相互关系。 四、学时分配 章节 内 容 学时 绪论 1 第一章 气体 第二章 热力学第一定律及其应用 12 第三章 热力学第二定律 12 第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应拥 10 第五章 相平衡 8 第六章 化学平衡 10 第七章 统计热力学(备用) 6 第八章 电解质溶液 10 第九章 可逆电池的电动势及其应用 10 第十章 电解及极化作用 6 第十一章 化学动力学基础(一) 10 第十二章 化学动力学基础(二) 6 第十三章 界面物理化学 6 第十四章 胶体分散体系和大分子溶液 6 五、教学中作业量、批改情祝及考核 由于物理化学课程中计算题多,所以建议每次课后布置3一5道作业题。为了提高学生的作业正确率,建 议老师每调批改一次作业,并及时进行作业讲评。考核按学期进行考核。 考试方式:国家物理化学试题库闭卷 6
6 对化学反应平衡的影响); 熵函数及熵变计算、单组分体系的两相平衡(克拉贝龙方程、外压对蒸汽压的影响)、 多组分体系中物质的偏摩尔量与化学势等。 2. 电化学部分的内容重点在电解质溶液的导电行为、原电池的计算和物质析出电势的计算;具体在在这部分中 重要的概念是离子迁移数、离子淌度、离子活度和活度系数、超电势等;重要的计算是原电池电动势的计算; 原电池的热力学计算,离子迁移数、离子活度和活度系数以及离子析出电势的计算。 3. 化学动力学部分包括化学动力学(一)、化学动力学(二):重点之一在于掌握等容反应速率的表示法及基元反 应、反应级数等基本概念,对于有简单级数的反应如零级、一级、二级反应,要掌握其速公式的各种特征并能够 由实验数据确定简单反应的级数。明确温度.活化能对反应速率的影响,理解阿仑尼乌斯经验式中各项的含义, 计 算Ea、A、k等物理量。难点在三种典型的复杂反应(对峙反应、平行反应和连续反应)要掌握其各自的特点并 能够对其中比较简单的反应,能写出反应速率与浓度关系的微分式。 重点之二在于掌握链反应的特点,会应用 稳态近似.平衡假设等近似处理的方法。了解化学反应动力学的碰撞.过渡态和单分子反应理论的基本内容,会计算 一些简单基元反应的速率常数,并弄清楚几个能量的不同物理意义及相互关系。 四、学时分配 章节 内 容 学时 绪论 1 第一章 气体 5 第二章 热力学第一定律及其应用 12 第三章 热力学第二定律 12 第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用 10 第五章 相平衡 8 第六章 化学平衡 10 第七章 统计热力学(备用) 6 第八章 电解质溶液 10 第九章 可逆电池的电动势及其应用 10 第十章 电解及极化作用 6 第十一章 化学动力学基础(一) 10 第十二章 化学动力学基础(二) 6 第十三章 界面物理化学 6 第十四章 胶体分散体系和大分子溶液 6 五、 教学中作业量、批改情况及考核 由于物理化学课程中计算题多,所以建议每次课后布置 3—5 道作业题。为了提高学生的作业正确率 ,建 议老师每周批改一次作业,并及时进行作业讲评。考核按学期进行考核。 考试方式: 国家物理化学试题库 闭卷