新疆大学“物理化学”课程(工科)教学大纲 Physical chemistry 课程编号:B073427B073528B073601 课程类型:必修课 总学时:128(理论课96学时,实验课32学时) 学分:7 适用对象:化学工科类化学工程”、“环境工程”、“高分子材料工程等本科各专业。 先修课程:普通物理,高等数学,无机化学,分析化学,有机化学 使用教材及参考书:(理论课教材天津大学物理化学教研室编,物理化学(第五版),高等教育 出版社2009年5月第5版,面向21世纪课程教材。 主要参考书: 1.《物理化学》第五版,傅献彩等编,高教出版社,2008年1月 2.《物理化学》(第四版,上中下)胡英,吕瑞东等编,高等教有出版社 3.《物理化学》韩德刚、高盘良等编高等教有出版社 4.《物理化学简明教程》(第二版)十一五“规划教材,傅玉普王新平主编,大连理工大学出版社,2007 年2月 5.《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(2004年2月) 6.《物理化学习题500例》李大珍编化工出版社 一、课程性质、目的和任务 物理化学是化学工程、环境工程、高分子材料工程等专业的专业基础课程。本课程研究化学变 化、相变化及其它有关的物理变化的基本原理和规律,主要是平衡规律和变化速率的规律。它包括 理论教学及实验教学两部分。 通过该课程的学习,一方面加深了对先修课(无机及分析化学、有机化学)内容的理解:另一 方面学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻 辑思维能力的培养。这种训练和培养应贯穿在课程教学的整个过程中,使学生体会和掌握怎样由实 验结果出发进行归纳和演绎,并结合具体条件应用理论解决实际问题的方法。为后续专业课(化工 原理、化工热力学,化学反应工程学等)打下坚实的基础。通过课堂讲授,辅导课,自学,习题的 讨论,演算习题及考试等各个教学环节达到本课程的教学目的。 二、教学基本要求 (一)理论教学:按化学热力学、统计热力学初步、化学动力学、电化学、界面现象和胶体化学六
1 新疆大学“物理化学”课程(工科)教学大纲 Physical chemistry 课程编号:B073427 B073528 B073601 课程类型:必修课 总 学 时:128(理论课96学时,实验课32学时) 学 分:7 适用对象:化学工科类“化学工程”、“环境工程”、“高分子材料工程”等本科各专业。 先修课程:普通物理,高等数学,无机化学,分析化学,有机化学 使用教材及参考书: (理论课教材)天津大学物理化学教研室编,物理化学(第五版),高等教育 出版社2009年5月第5版,面向21世纪课程教材。 主要参考书: 1.《物理化学》第五版,傅献彩等编,高教出版社,2008年1月 2.《物理化学》(第四版,上中下)胡英,吕瑞东等编,高等教育出版社 3.《物理化学》 韩德刚、高盘良等编 高等教育出版社 4.《物理化学简明教程》(第二版)“十一五”规划教材,傅玉普 王新平主编,大连理工大学出版社,2007 年2月 5.《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(2004年2月) 6. 《物理化学习题500例》 李大珍编 化工出版社 一、课程性质、目的和任务 物理化学是化学工程、环境工程、高分子材料工程等专业的专业基础课程。本课程研究化学变 化、相变化及其它有关的物理变化的基本原理和规律,主要是平衡规律和变化速率的规律。它包括 理论教学及实验教学两部分。 通过该课程的学习,一方面加深了对先修课(无机及分析化学、有机化学)内容的理解;另一 方面学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻 辑思维能力的培养。这种训练和培养应贯穿在课程教学的整个过程中,使学生体会和掌握怎样由实 验结果出发进行归纳和演绎,并结合具体条件应用理论解决实际问题的方法。为后续专业课(化工 原理、化工热力学,化学反应工程学等)打下坚实的基础。通过课堂讲授,辅导课,自学,习题的 讨论,演算习题及考试等各个教学环节达到本课程的教学目的。 二、教学基本要求 (一)理论教学:按化学热力学、统计热力学初步、化学动力学、电化学、界面现象和胶体化学六
个部分列出基本内容及基本要求。基本要求按深入程度分“掌握”和“了解”等不同层次。 化学热力学:牢固掌握热力学三大定律、相平衡和化学平衡的基本原理及其在实际问题中的应 用,牢固掌握热力学在溶液中的应用和理想体系处理的一般方法。明确重要热力学公式的物理意义、 应用条件及其相互关系,牢固掌握各热力学函数变化值的计算方法,据以判断化学变化的方向和限 度。 化学动力学:牢因掌握化学动力学的基本概念、反应速率常数、活化能的测定和计算方法,一 般掌握推导速率方程、求算反应级数及推测反应机理的基本方法,了解基元反应速率理论、均相和 多相催化及酶催化原理、光化学的基本原理。 电化学:牢固掌握电解质溶液的基本概念和理论、电导及其应用,可逆电池热力学及其应用。 了解电解和极化相关理论。 界面化学:牢固掌握表面吉布斯自由能及表面张力的概念及其应用,了解不同相界面的热力学 性质,表面活性剂的作用等。 胶体化学:了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、电学性质及胶体分散体系的稳定性。 统计热力学:了解独立子系统的微观状态,理解Boltzmann分布及其适用条件。理解配分函数 的定义及其析因子性质。了解独立子系统的能量、熵与配分函数的关系 (二)实验教学:通过实验加深学生对物理化学原理的认识,培养学生理论联系实际的能力。使学 生学会常用的物理化学实验方法和测试技术,提高学生的实验操作技能和独立工作能力。培养学生 查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力,使学生受到初步的实验研究方法的训练。 三、教学内容及重点、难点 第一章气体的PVT关系(4学时) 教学内容:理想气体的状态方程及微观模型,理想气体混合物的道尔顿分压定律及阿马加分体 积定律,真实气体的液化与临界性质,液体的饱和蒸汽压概念,真实气体范德华方程及维里方程, 对应状态原理与压缩因子图。 重点内容:熟练掌握与应用理想气体的状态方程PV=RT。熟练掌握与应用道尔顿分压定律及 阿马格分体积定律,掌握实际气体范德华方程,液体的饱和蒸汽压概念。 第二章.热力学第一定律(10学时) 教学内容:【、热力学基本概念及术语:体系和环境,过程和途径,平衡态、状态函数、可逆 过程、功和热、热力学能、热力学第一定律及数学表达式。2、恒容热、恒压热及格,摩尔热容, 相变格,标准摩尔生成烙、标准摩尔燃烧焓及标准摩尔反应焓的计算。3、可逆过程与绝热可逆过 程方程式,节流膨胀及焦耳汤姆逊效应。 2
2 个部分列出基本内容及基本要求。基本要求按深入程度分“掌握”和“了解”等不同层次。 化学热力学:牢固掌握热力学三大定律、相平衡和化学平衡的基本原理及其在实际问题中的应 用,牢固掌握热力学在溶液中的应用和理想体系处理的一般方法。明确重要热力学公式的物理意义、 应用条件及其相互关系,牢固掌握各热力学函数变化值的计算方法,据以判断化学变化的方向和限 度。 化学动力学:牢固掌握化学动力学的基本概念、反应速率常数、活化能的测定和计算方法,一 般掌握推导速率方程、求算反应级数及推测反应机理的基本方法,了解基元反应速率理论、均相和 多相催化及酶催化原理、光化学的基本原理。 电化学:牢固掌握电解质溶液的基本概念和理论、电导及其应用,可逆电池热力学及其应用。 了解电解和极化相关理论。 界面化学:牢固掌握表面吉布斯自由能及表面张力的概念及其应用,了解不同相界面的热力学 性质,表面活性剂的作用等。 胶体化学:了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、电学性质及胶体分散体系的稳定性。 统计热力学:了解独立子系统的微观状态,理解 Boltzmann 分布及其适用条件。理解配分函数 的定义及其析因子性质。了解独立子系统的能量、熵与配分函数的关系。 (二)实验教学:通过实验加深学生对物理化学原理的认识,培养学生理论联系实际的能力。使学 生学会常用的物理化学实验方法和测试技术,提高学生的实验操作技能和独立工作能力。培养学生 查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力,使学生受到初步的实验研究方法的训练。 三、教学内容及重点、难点 第一章 气体的PVT关系(4学时) 教学内容:理想气体的状态方程及微观模型,理想气体混合物的道尔顿分压定律及阿马加分体 积定律,真实气体的液化与临界性质,液体的饱和蒸汽压概念,真实气体范德华方程及维里方程, 对应状态原理与压缩因子图。 重点内容:熟练掌握与应用理想气体的状态方程PV=nRT。熟练掌握与应用道尔顿分压定律及 阿马格分体积定律,掌握实际气体范德华方程,液体的饱和蒸汽压概念。 第二章.热力学第一定律(10 学时) 教学内容:1、热力学基本概念及术语:体系和环境,过程和途径,平衡态、状态函数、可逆 过程、功和热、热力学能、热力学第一定律及数学表达式。2、恒容热、恒压热及焓,摩尔热容, 相变焓,标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓及标准摩尔反应焓的计算。3、可逆过程与绝热可逆过 程方程式,节流膨胀及焦耳-汤姆逊效应
重点内容:掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式:热力学能、焓等热力学函数以及标准燃 烧格、标准生成培以及反应进度等概念。在等温、等容、等压及绝热等PVT变化过程、相变化、化 学变化过程中△U、△H、W及Q的计算原理和方法。节流膨胀的热力学特征。基希霍夫公式的应用。 恒容反应热与恒压反应热之间的关系。燃烧与爆炸反应的最高温度计算。 难点内容:必须使学生弄清楚热力学的一些基本概念,可逆过程与可逆功,状态函数的意义及 其数学性质。将热力学一般关系式应用于特定系统的时候,应用状态方程(主要是理想气体状态方 程,其次是van der Waals方程)和物性数据(热容、相变热、蒸气压等)进行变化过程中热、功 的计算以及各种状态函数变化值的计算。 第三章热力学第二定律(10学时) 教学内容:热力学第二定律,卡诺循环与卡诺定理,熵与克劳修斯不等式,各种典型过程培变 的计算,热力学第三定律,亥姆霍兹函数与吉布斯函数,热力学基本方程与麦克斯韦关系式,热力 学第二定律在单组份系统相平衡中的应用-克拉贝龙方程及克克方程。 重点内容:理解热力学第二、第三定律的叙述及数学表达式。明了熵、Helmholtz函数和Gibbs 函数等热力学函数以及标准摩尔熵和标准生成Gbs函数等概念。掌握在物质的PVT变化、相变 化、化学变化过程中计算各种状态函数变化值的原理和方法。掌握熵增原理和各种平衡判据。明了 热力学公式的适用条件.理解热力学基本方程和Maxwell关系式。了解用热力学基本方程和Maxwell 关系式推导重要热力学公式的演绎方法。从相平衡条件推导Clapeyron和Clapeyron一Clausius方 程,并能应用这些方程于有关计算。 难点内容:卡诺循环及热力学第二定律的推导,熵、熵增原理,Helmholtz函数和GibbsE函数等 热力学函数以及标准摩尔熵和标准生成Gbs函数等概念。在物质的PVT变化、相变化、化学变化 过程中计算各种状态函数变化值的原理和方法。热力学基本方程和Maxw关系式。 第四章多组分系统热力学(8学时) 教学内容:偏摩尔量,化学势,气体组分的化学势,逸度和逸度因子,拉乌尔定律和亨利定律,理 想液态混合物,理想稀溶液,活度和活度因子,稀溶液的依数性。 重点内容:掌握偏摩尔数量的定义及其与化学势的关系。了解集合公式的物理意义与用途。掌 握化学势的表示式,理解化学势表示式的应用。掌握Raoult2定律和Heny定律以及它们的区别及应 用。理解理想液态混合物及理想稀溶液及其通性,理解理想液态混合物及理想稀溶液中各组分化学 势的表达式。理解逸度和活度的概念。了解逸度和活度的标准态和对组分活度系数的简单计算方法, 难点内容:化学势是一个非常重要的概念,通过教学使学生理解对于多组分体系如何由△G 判据过渡到化学势判据。理想液态混合物及理想稀溶液中各组分化学势的表达式。活度的概念与标 准态的选用也是本章的难点。 第五章化学平衡(8学时)
3 重点内容:掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式;热力学能、焓等热力学函数以及标准燃 烧焓、标准生成焓以及反应进度等概念。在等温、等容、等压及绝热等PVT变化过程、相变化、化 学变化过程中ΔU、ΔH、W及Q的计算原理和方法。节流膨胀的热力学特征。基希霍夫公式的应用。 恒容反应热与恒压反应热之间的关系。燃烧与爆炸反应的最高温度计算。 难点内容:必须使学生弄清楚热力学的一些基本概念,可逆过程与可逆功,状态函数的意义及 其数学性质。将热力学一般关系式应用于特定系统的时候,应用状态方程(主要是理想气体状态方 程,其次是van der Waals方程)和物性数据(热容、相变热、蒸气压等)进行变化过程中热、功 的计算以及各种状态函数变化值的计算。 第三章 热力学第二定律(10学时) 教学内容:热力学第二定律,卡诺循环与卡诺定理,熵与克劳修斯不等式,各种典型过程熵变 的计算,热力学第三定律,亥姆霍兹函数与吉布斯函数,热力学基本方程与麦克斯韦关系式,热力 学第二定律在单组份系统相平衡中的应用-克拉贝龙方程及克-克方程。 重点内容:理解热力学第二、第三定律的叙述及数学表达式。明了熵、Helmholtz 函数和 Gibbs 函数等热力学函数以及标准摩尔熵和标准生成 Gibbs 函数等概念。掌握在物质的 PVT 变化、相变 化、化学变化过程中计算各种状态函数变化值的原理和方法。掌握熵增原理和各种平衡判据。明了 热力学公式的适用条件。理解热力学基本方程和 Maxwell 关系式。了解用热力学基本方程和 Maxwell 关系式推导重要热力学公式的演绎方法。从相平衡条件推导 Clapeyron 和 Clapeyron 一 Clausius 方 程,并能应用这些方程于有关计算。 难点内容:卡诺循环及热力学第二定律的推导,熵、熵增原理,Helmholtz函数和Gibbs函数等 热力学函数以及标准摩尔熵和标准生成Gibbs函数等概念。在物质的PVT变化、相变化、化学变化 过程中计算各种状态函数变化值的原理和方法。热力学基本方程和Maxwell关系式。 第四章 多组分系统热力学(8学时) 教学内容:偏摩尔量,化学势,气体组分的化学势,逸度和逸度因子,拉乌尔定律和亨利定律,理 想液态混合物,理想稀溶液,活度和活度因子,稀溶液的依数性。 重点内容:掌握偏摩尔数量的定义及其与化学势的关系。了解集合公式的物理意义与用途。掌 握化学势的表示式,理解化学势表示式的应用。掌握Raoult定律和Henry定律以及它们的区别及应 用。理解理想液态混合物及理想稀溶液及其通性,理解理想液态混合物及理想稀溶液中各组分化学 势的表达式。理解逸度和活度的概念。了解逸度和活度的标准态和对组分活度系数的简单计算方法。 难点内容 :化学势是一个非常重要的概念,通过教学使学生理解对于多组分体系如何由 ΔG 判据过渡到化学势判据。理想液态混合物及理想稀溶液中各组分化学势的表达式。活度的概念与标 准态的选用也是本章的难点。 第五章 化学平衡(8学时)
教学内容:化学反应的方向及平衡条件,理想气体反应的等温方程及标准平衡常数,平衡常数 和平衡组成的计算,标准摩尔反应吉布斯函数的计算,温度对标准平衡常数的影响,影响理想气体 反应平衡的其它因素,同时反应平衡组成的计算,真实气体反应的化学平衡。 重点内容:标淮平衡常数的定义。等温方程的推导。用等温方程判断化学反应的方向和限度的 方法。用热力学数据计算标准平衡常数。等压方程的推导及其等压方程计算不同温度下的标准平衡 常数。各种平衡常数间的关系,压力和惰性气体对化学反应平衡组成的影响。 难点内容:用热力学数据计算标准平衡常数。等压方程的推导及其等压方程计算不同温度下的 标准平衡常数。 第大章相平衡(8学时) 教学内容:相律,单组分系统的相图,二组分理想液态混合物的气-液平衡相图,二组分真实 液态混合物的气液平衡相图,精馏原理,二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气液平衡 相图,二组分固态不互溶凝聚系统相图,生成化合物的二组分凝聚系统相图,二组分固态互溶系统 相图。 重点内容:相律的意义与应用。杠杆规则的意义与应用。单组分系统和二组分系统典型相图的 特点和应用。 难点内容:相律的推导。二组分系统典型相图的特点和应用。二组分固态不互溶系统与互溶系 统典型相图的特点和应用。 第七章电化学(14学时) 教学内容:电极过程、电解质溶液的导电机理及法拉第定伸,离子的迁移数,电导、电导率 和摩尔电导率,离子独立运动定律,离子的摩尔电导率与离子的电迁移率,电导测定的应用,电解 质溶液的平均离子活度、活度因子及德拜休克尔极限公式,可逆电池及电动势的测定,原电池热 力学,原电池的基本方程能斯特方程,电极电势和液体接界电势,电极的种类,原电池的设计, 分解电压,极化作用,电解时的电极反应。 重点内容:电解质溶液的导电机理。离子的电迁移、离子迁移数计算。电导、电导率、摩尔电 导率及电导测定的一些应用.电解质活度和离子平均活度系数的概念及计算方法.离子强度及Dey© 一uckel极限公式的计算与应用。可逆电池和可逆电极的概念,电极反应和电池反应与电池图式的 书写。可逆电池的设计。原电池电动势与热力学函数的关系。Nernst方程及其计算。各种类型电极 的特征和电动势测定的主要应用。 难点内容:电解质溶液的导电机理。离子的电迁移、离子迁移数计算。可逆电池的设计。原电 池电动势与热力学函数的关系。Nernst方程及其计算。 第九章统计热力学初步(6学时)
4 教学内容:化学反应的方向及平衡条件,理想气体反应的等温方程及标准平衡常数,平衡常数 和平衡组成的计算,标准摩尔反应吉布斯函数的计算,温度对标准平衡常数的影响,影响理想气体 反应平衡的其它因素,同时反应平衡组成的计算,真实气体反应的化学平衡。 重点内容:标准平衡常数的定义。等温方程的推导。用等温方程判断化学反应的方向和限度的 方法。用热力学数据计算标准平衡常数。等压方程的推导及其等压方程计算不同温度下的标准平衡 常数。各种平衡常数间的关系,压力和惰性气体对化学反应平衡组成的影响。 难点内容:用热力学数据计算标准平衡常数。等压方程的推导及其等压方程计算不同温度下的 标准平衡常数。 第六章 相平衡(8学时) 教学内容:相律,单组分系统的相图,二组分理想液态混合物的气-液平衡相图,二组分真实 液态混合物的气-液平衡相图,精馏原理,二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气-液平衡 相图,二组分固态不互溶凝聚系统相图,生成化合物的二组分凝聚系统相图,二组分固态互溶系统 相图。 重点内容:相律的意义与应用。杠杆规则的意义与应用。单组分系统和二组分系统典型相图的 特点和应用。 难点内容:相律的推导。二组分系统典型相图的特点和应用。二组分固态不互溶系统与互溶系 统典型相图的特点和应用。 第七章 电化学(14学时) 教学内容:电极过程、电解质溶液的导电机理及法拉第定律,离子的迁移数,电导、电导率 和摩尔电导率,离子独立运动定律,离子的摩尔电导率与离子的电迁移率,电导测定的应用,电解 质溶液的平均离子活度、活度因子及德拜-休克尔极限公式,可逆电池及电动势的测定,原电池热 力学,原电池的基本方程-能斯特方程,电极电势和液体接界电势,电极的种类,原电池的设计, 分解电压,极化作用,电解时的电极反应。 重点内容:电解质溶液的导电机理。离子的电迁移、离子迁移数计算。电导、电导率、摩尔电 导率及电导测定的一些应用。电解质活度和离子平均活度系数的概念及计算方法。离子强度及Debye 一Huckel极限公式的计算与应用。可逆电池和可逆电极的概念,电极反应和电池反应与电池图式的 书写。可逆电池的设计。原电池电动势与热力学函数的关系。Nernst方程及其计算。各种类型电极 的特征和电动势测定的主要应用。 难点内容:电解质溶液的导电机理。离子的电迁移、离子迁移数计算。可逆电池的设计。原电 池电动势与热力学函数的关系。Nernst方程及其计算。 第九章 统计热力学初步(6学时)
教学内容:粒子各运动形式的能级及能级的统计权重,能级分布的微观状态数及系统的总微态 数,最概然分布与平衡分布,玻尔兹曼分布,粒子配分函数的计算,系统的热力学能、热容及熵与 配分函数的关系,其它热力学函数与配分函数的关系,理想气体反应的标准平衡常数。 重点内容:独立子系统的微观状态,能量分布和宏观状态间的关系。统计热力学的基本假设。 Boltzmann能量分布及其适用条件。配分函数的定义、物理意义和析因子性质。双原子分子移动、 转动和振动配分函数的计算。独立子系统的能量、熵与配分函数的关系。 难点内容:独立子系统的微观状态,能量分布和宏观状态间的关系。配分函数的定义、物理 意义和析因子性质。双原子分子移动、转动和振动配分函数的计算。独立子系统的能量、熵与配分 函数的关系。 第十章界面现象(8学时) 敦学内容:界面张力,弯曲液面的附加压力及其后果,固体表面的吸附,固液界面,润湿现 象,溶液表面的吸附,表面活性物质。 重点内容:表面张力、比表面功表面Gbs函数的概念与区别。弯曲液面的附加压力概念和 LapL,ace公式。Kelvin公式及其应用。铺展和铺展系数,润湿、接触角和Young方程。溶液界面的 吸附及表面活性物质的作用。Gibbs吸附等温式。物理吸附与化学吸附的含义和区别。Langmuir单 分子层吸附模型和吸附等温式。 难点内容:表面张力、比表面功表面Gbbs函数的概念与区别。溶液界面的吸附及表面活性物 质的作用。Langmuir单分子层吸附模型和吸附等温式。 第十一章化学动力学(14学时) 教学内容:化学反应速率及速率方程,速率方程的积分形式,速率方程的确定,温度对反应速 率的影响,活化能,典型复合反应,复合反应速率的近似处理法,链反应,气体反应的碰撞理论 势能面与过渡状态理论,溶液中反应,多相反应,光化学反应,催化作用的通性,单相催化反应, 多相催化反应。 重点内容:化学反应速率、反应速率常数及反应级数的概念。基元反应及反应分子数的概念。 一级和二级反应的速率方程及其应用。对行反应、连串反应和平行反应的动力学特征。由反应机理 建立速率方程的近似方法(稳定态近似法、平衡态近似法、选取控制步骤法)。链反应机理的特点 及支链反应与爆炸的关系。Arrhennius方程及其应用。活化能及指前因子的定义和物理意义。简单 碰撞理论的基本思想和结果。经典过渡状态理论的基本思想、基本公式及有关概念。 难点内容:对行反应、连串反应和平行反应的动力学特征。由反应机理建立速率方程的近似方 法(稳定态近似法、平衡态近似法、选取控制步骤法)。链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关 系。简单碰撞理论的基本思想和结果。经典过波状态理论的基本思想、基本公式及有关概念。 第十二章胶体化学(6学时
5 教学内容:粒子各运动形式的能级及能级的统计权重,能级分布的微观状态数及系统的总微态 数,最概然分布与平衡分布,玻尔兹曼分布,粒子配分函数的计算,系统的热力学能、热容及熵与 配分函数的关系,其它热力学函数与配分函数的关系,理想气体反应的标准平衡常数。 重点内容:独立子系统的微观状态,能量分布和宏观状态间的关系。统计热力学的基本假设。 Boltzmann能量分布及其适用条件。配分函数的定义、物理意义和析因子性质。双原子分子移动、 转动和振动配分函数的计算。独立子系统的能量、熵与配分函数的关系。 难点内容:独立子系统的微观状态,能量分布和宏观状态间的关系。配分函数的定义、物理 意义和析因子性质。双原子分子移动、转动和振动配分函数的计算。独立子系统的能量、熵与配分 函数的关系。 第十章 界面现象(8学时) 教学内容:界面张力,弯曲液面的附加压力及其后果,固体表面的吸附,固液界面,润湿现 象,溶液表面的吸附,表面活性物质。 重点内容:表面张力、比表面功表面Gibbs函数的概念与区别。弯曲液面的附加压力概念和 LapLace公式。Ke1vin公式及其应用。铺展和铺展系数,润湿、接触角和Young方程。溶液界面的 吸附及表面活性物质的作用。Gibbs吸附等温式。物理吸附与化学吸附的含义和区别。Langmuir单 分子层吸附模型和吸附等温式。 难点内容:表面张力、比表面功表面Gibbs函数的概念与区别。溶液界面的吸附及表面活性物 质的作用。Langmuir单分子层吸附模型和吸附等温式。 第十一章 化学动力学(14学时) 教学内容:化学反应速率及速率方程,速率方程的积分形式,速率方程的确定,温度对反应速 率的影响,活化能,典型复合反应,复合反应速率的近似处理法,链反应,气体反应的碰憧理论, 势能面与过渡状态理论,溶液中反应,多相反应,光化学反应,催化作用的通性,单相催化反应, 多相催化反应。 重点内容:化学反应速率、反应速率常数及反应级数的概念。基元反应及反应分子数的概念。 一级和二级反应的速率方程及其应用。对行反应、连串反应和平行反应的动力学特征。由反应机理 建立速率方程的近似方法(稳定态近似法、平衡态近似法、选取控制步骤法)。链反应机理的特点 及支链反应与爆炸的关系。Arrhennius方程及其应用。活化能及指前因子的定义和物理意义。简单 碰撞理论的基本思想和结果。经典过渡状态理论的基本思想、基本公式及有关概念。 难点内容:对行反应、连串反应和平行反应的动力学特征。由反应机理建立速率方程的近似方 法(稳定态近似法、平衡态近似法、选取控制步骤法)。链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关 系。简单碰撞理论的基本思想和结果。经典过渡状态理论的基本思想、基本公式及有关概念。 第十二章 胶体化学(6学时)
教学内容:溶胶的制备,溶胶的光学性质,动力学性质,电学性质,憎液溶胶的胶团结构,溶 胶的稳定与聚沉,乳状液,泡沫,悬浮液,气溶胶。 重点内容:分散系统的定义与分类,胶体的制备方法。胶体的若干重要性质(Tyndall效应、 BrOw运动、沉降与沉降平衡、电泳和电渗)。胶团的结构和扩散双电层概念。溶胶的稳定与聚沉。 憎液溶胶的LVO理论。电解质对溶胶和高分子溶液稳定性的作用。乳状液的类型及稳定和破坏的 方法。高分子化合物溶液的渗透压和粘度 难点内容:胶体的沉降与沉降平衡。胶团的结构和扩散双电层概念。溶胶的稳定与聚沉。憎液 溶胶的DLVO理论。高分子化合物溶液的渗透压和粘度。 五、实验教学 物理化学实验的基本任务有以下三个方面: 1通过实验加深学生对物理化学原理的认识,培养学生理论联系实际的能力。 2.使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术,提高学生的实验操作技能和独立工作能力。 3培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力,使学生受到实验研究方法的训练。 实验包含下列内容: 1.热力学部分 量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。具体开设:燃烧热的测量:凝固点降低法 测分子量:两组分相图的绘制:二元液系平衡相图的测定等。还可以选择粘度和密度的测量:饱和 蒸气压的测定等 2.电化学部分 用电位差计测量电池的电动势是这部分的基本内容。具体可开设:电池电动势的测定:电导率 及醋酸电离平衡常数的测定等。还可以选择电解质溶液电导或离子迁移数的测定。 3.化学动力学部分 测定反应速率常数、反应级数及活化能是这部分实验的基本内容。具体开设:蔗糖水解反应速 率的测定:乙酸乙酯皂化反应速率及活化能的测定等。 4.界面现象与胶体部分 表面张力的测定是该部分的基本内容。具体开设:液体表面张力的测定等。还可以选择电泳, 沉降分析和固体比表面测定等实验。 六、作业 每次上课后布置34题课外作业,要求学生按时完成。作业由教师全部批改,并登记有关情况。 每章讲授完毕后,安排习题课或讨论课各一次。 6
6 教学内容:溶胶的制备,溶胶的光学性质,动力学性质,电学性质,憎液溶胶的胶团结构,溶 胶的稳定与聚沉,乳状液,泡沫,悬浮液,气溶胶。 重点内容:分散系统的定义与分类,胶体的制备方法。胶体的若干重要性质(Tyndall效应、 Brown运动、沉降与沉降平衡、电泳和电渗)。胶团的结构和扩散双电层概念。溶胶的稳定与聚沉。 憎液溶胶的DLVO理论。电解质对溶胶和高分子溶液稳定性的作用。乳状液的类型及稳定和破坏的 方法。高分子化合物溶液的渗透压和粘度 难点内容:胶体的沉降与沉降平衡。胶团的结构和扩散双电层概念。溶胶的稳定与聚沉。憎液 溶胶的DLVO理论。高分子化合物溶液的渗透压和粘度。 五、实验教学 物理化学实验的基本任务有以下三个方面: 1.通过实验加深学生对物理化学原理的认识,培养学生理论联系实际的能力。 2.使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术,提高学生的实验操作技能和独立工作能力。 3.培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力,使学生受到实验研究方法的训练。 实验包含下列内容: 1.热力学部分 量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。具体开设:燃烧热的测量;凝固点降低法 测分子量;两组分相图的绘制;二元液系平衡相图的测定等。还可以选择粘度和密度的测量;饱和 蒸气压的测定等。 2.电化学部分 用电位差计测量电池的电动势是这部分的基本内容。具体可开设:电池电动势的测定;电导率 及醋酸电离平衡常数的测定等。还可以选择电解质溶液电导或离子迁移数的测定。 3.化学动力学部分 测定反应速率常数、反应级数及活化能是这部分实验的基本内容。具体开设:蔗糖水解反应速 率的测定;乙酸乙酯皂化反应速率及活化能的测定等。 4.界面现象与胶体部分 表面张力的测定是该部分的基本内容。具体开设:液体表面张力的测定等。还可以选择电泳、 沉降分析和固体比表面测定等实验。 六、作业 每次上课后布置 3-4 题课外作业,要求学生按时完成。作业由教师全部批改,并登记有关情况。 每章讲授完毕后,安排习题课或讨论课各一次
七、课程考核 本课程的教学环节包括习题讨论课、答疑、期末考试。通过上述基本教学步骤,要求学生掌握 和了解化学的基础知识、基本理论和基本实验操作,为今后的实际工作中能有意识的运用化学观点 去思考、认识和解决问题。本课程课堂讲授96学时(包括习题课),实验课32学时。 本课程通过课堂讲授、学生自学、平时作业考核、实验、期末闭卷考试相结合的方式考核学习 效果,评定学生的综合成绩。期末闭卷考试试题从物理化学试卷库或试题库(计算机组题)中抽取。 评卷方式:各任课教师集中进行统一评卷。学生的总评成绩的评定方法:总评成绩=平时成绩+实验 成绩+期末成绩。平时成绩、实验成绩、期末成绩分别占10%、20%、70%。 制定者:刘月娥李娟 审定者:刘瑞泉 批准者:司马义努尔拉 校对者:甄卫军
7 七、课程考核 本课程的教学环节包括习题讨论课、答疑、期末考试。通过上述基本教学步骤,要求学生掌握 和了解化学的基础知识、基本理论和基本实验操作,为今后的实际工作中能有意识的运用化学观点 去思考、认识和解决问题。本课程课堂讲授 96 学时(包括习题课),实验课 32 学时。 本课程通过课堂讲授、学生自学、平时作业考核、实验、期末闭卷考试相结合的方式考核学习 效果,评定学生的综合成绩。期末闭卷考试试题从物理化学试卷库或试题库(计算机组题)中抽取。 评卷方式:各任课教师集中进行统一评卷。学生的总评成绩的评定方法:总评成绩=平时成绩+实验 成绩+期末成绩。平时成绩、实验成绩、期末成绩分别占 10%、20%、70%。 制定者:刘月娥,李娟 审定者:刘瑞泉 批准者:司马义·努尔拉 校对者:甄卫军