1、厦门大学本科课程大纲课程名称 物理化学(一) 英文名称 Physical Chemistry课程编号 开课学期 1 学分/周学时 3课程类型 学科类通修课程先修课程 无机化学、高等数学、普通物理、分析化学、有机化学选用教材 韩德刚、高执棣、高盘良编：物理化学，高等教育出版社.2001.7黄启巽、吴金添、魏光编： 物理化学，厦门大学出版社.1996.7P.W.ATKINS. (Seventh edition).Oxford University Press 2002主要参考书 傅献彩、沈文霞、姚天扬编：物理化学，第四版，高等教育出版社.1995胡瑛编：物理化学，高等教育出版社.2000Levin
2、e.(Fifth edition). Mc.Graw.Hill.2002一、课程性质、目的与任务物理化学课程是化学系的主干基础课程。是以物理学的思想和实验手段并借助数学方法研究支配化学体系性质和行为的从宏观到微观的规律和理论。在化学、化工、材料、生物、海洋的各学科中，物理化学起着连接基础课和专业课的枢纽作用。无论是在化学研究的前沿阵地，还是在生产实践的主战场，以其根基的坚实性、典型的交叉性和理论思维的哲学性为显著特色的物理化学正日益发挥着重大的作用。作为化学学科的基础理论体系，本课程包括化学热力学和统计热力学、化学动力学、热化学、电化学、光化学、催化作用、界面和胶体化学。通过本课程的学习，应使
3、学生得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。要求学生比较牢固地掌握物理化学的基本概念、基本理论。掌握并领会物理化学研究中有价值的基本方法，如平衡态热力学中的变量变换法、特性函数法、循环法、标准状态法、极值法、微元法，化学动力学中的稳态近似法、线性化法等。着重培养学生独立思考和应用所学基础知识分析和解决实际问题的综合素质。引导学生了解当前物理化学学科的最新研究动态及其方法原理在交叉学科中的应用。开拓视野、丰富思想、激发智慧、提高创新能力。二、教学基本要求主要内容包括：经典热力学、化学热力学、统计热力学基础三个部分。1、经典热力学与化学热力学基础：理解热力学基本概念及热力学基本定律的意义和数学
4、表达式。明确热力学诸状态函数的物理意义，掌握物质的 P、V、T 变化、相变化和化学变化过程中热、功和各状态函数变化值的计算。掌握物态方程及物质特性的应用。掌握熵变计算、吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能的计算。掌握各种平衡判据及其适用条件。掌握平衡态热力学方法如变量变换法、特性函数法、标准状态法的应用。掌握热力学诸状态函数间的关系及其相互转化。了解有序和无序熵在信息学中的应用及非平衡态热力学等。2、溶液、相平衡和化学平衡：熟悉组成可变体系的热力学基本方程、偏摩尔量、吉布斯杜亥姆方程。掌握化学势及化学势等温式的物理意义及应用。掌握拉乌尔定律和享利定律及应用。理解理想体系中各组分化学势的表达式，了解非理
5、想体系中逸度、活度及它们与标准态、参考态的联系。能熟练用相律分析相图，能用杠杆规则进行计算。掌握单组分和二组分相图的特点及其相图的绘制方法。了解超临界状态、超临界流体、二级相变。明确热力学平衡常数的定义并熟练掌握其计算方法。掌握等温方程和等压方程的应用。能从热力学的角度理解化学反应平衡移动原理，初步掌握平衡移动原理在化工、生化方面的应用。3、统计热力学初步：掌握统计分布、统计平均、玻尔茨曼统计分布律及玻尔茨曼统计公式的应用。理解熵的统计意义、配分函数的定义及物理意义。掌握单原子、双原子分子配分函数及其热力学函数的统计计算。理解平衡常数的统计表达式并掌握其计算。了解统计系综原理及统计热力学的其他
6、应用。三、主要内容及学时安排章或节 主要内容 学时安排1 热力学基础：概念及第零定律（1） 物理化学的目的和内容 物理化学的发展史 物理化学的研究方法和学习方法（2）热力学体系与环境 平衡态与宏观参量 状态函数 热力学过程 （3）气体物态方程 （4）热力学第零定律与温度 42 热力学第一定律（1）体积功的计算 焓 热容 U、 H 与 T、 p、 V 的关系 理想气体的热力学性质 （2）绝热可逆过程及其 T、 p、 V 间偏微商关系 热响应函数与力学响应函数之关系 Joule-Thomson 效应 （3）化学反应进度 化学反应体系的状态描述 （4）摩尔反应焓 标准摩尔生成焓及燃烧焓 相变焓及溶解
7、焓 rHm与 T、 p 的关系 （5）Hess 定律 103 热力学第二定律（1）可逆过程与不可逆过程 热力学第二定律的熵表述 （2）熵变的计算及变化方向的判据 熵增加原理在循环过程中的应用 （3）热力学第三定律 熵补偿原理 （4）Helmholtz 自由能与 Gibbs 自由能 G 的求算及其应用 （5）封闭体系热力学基本方程 特性函数 均相 pVT 体系热力学量的转换 （6）不可逆过程热力学简介 熵产生与熵流 化学反应耦合的条件最小熵产生原理 熵与热寂说104 多组分体系热力学（1） 偏摩尔量 化学势 理想气体化学势 非理想气体化学势 逸度及其求算（2） 拉乌尔定律 亨利定律 理想溶液和稀
8、溶液 稀溶液的依数性（3） 活度和活度系数 溶剂和溶质活度的相互求算 DuhumMargules 方程（3） 非理想体系的化学势 超额函数85 相平衡体系热力学（1） 相律及其应用（2） 单组分体系的相平衡 Clapeyron 方程 Planck 方程 凝聚相的蒸气压与外压的关系 单组分体系相图 相变的类型一级相变和连续相变 超流和超导 液晶（3） 二组分体系的相平衡 柯洛华霍夫吉布斯定律 分馏原理 二组分液液平衡相图 二组分固液平衡相图（4） 三组分体系的相平衡 分配定律与串级萃取 超临界流体萃取三组分体系的相图106 化学平衡（1）平衡常数及其测定 平衡组成的计算（2）化学平衡等温式和等温
9、方程（3） 计算mrG（4）影响化学平衡的因素（5）反应的耦合 生化标准态 同时平衡（6）非理想体系的化学平衡67 统计热力学初步（1）物质的微观运动状态 能级和量子态（2）玻尔兹曼分布律 体系的可及微观运动状态 平衡态统计力学的基本假设 最概然分布和玻尔兹曼分布 Maxwell 速率分布率（3）配分函数及其求法 配分函数的分解 平动配分函数 转动配分函数 振动配分函数 电子和核的配分函数 残余熵（4）单原子气体 双原子气体及多原子气体的配分函数（5）原子晶体的热容（6）平衡常数的统计表达式 热力学定律的统计铨释波色爱因斯坦和费米狄拉克统计12（7）统计系综 正则系综 Maxwell 妖与信息
10、熵 涨落四、考核方式：闭卷、半开卷、论文五、开课专业：化学系各专业 材料系高分子专业六、其它信息1998 年获国家理科基地创名牌项目；2001 年获国家理科基地创名牌课程创优项目，2003 年获福建省精品课程称号。大纲制定者：陈良坦 大纲审定者：厦门大学本科课程大纲填写说明：1课程中英文名称必须准确、规范。英文名称每个单词打头字母应用大写。2课程类型是指公共基本课程、校通识课程、院系通识课程、学科类通修课程或学科类方向性课程。3先修课程是与该课程具有严格的前后逻辑关系，非先修课程则无法学习该课程。4选用教材和主要参考书要求注明作者、书目、出版社、出版年限。例如，“黄叔武、杨一平编：计算机网络工程教程，1999 年 7 月。”5开课专业必须明确，不能出现“等”字样，如“经济学、会计学等专业”。6课程性质、目的和任务不少于 200 字。7教学基本要求不少于 400 字。8考核方式是指笔试（开卷或闭卷）、口试或其它考查方式。9其它信息是指该课程获奖情况，例如“优秀课程”、“名牌课程”、“精品课程”或者“双语教学课程”等。获奖情况必须注明获奖等级、级别。
