1、浙江大学本科课程课程简介课程号一、 课程名称（含英文名）：物理化学 (Physical Chemistry) 二、 周学时 40 学分 4三、 预修课程: 普通化学或无机与分析化学四、 教学内容简介（限 100150 字）教学内容由热力学和动力学为主体，涉及：热力学基本概念、定律、原理、方法，溶液、相平衡、化学平衡的热力学，唯象动力学的基本概念，反应速率理论，催化作用，电化学基础，表面现象（界面现象）及胶体化学。通过学习本课程，要求学生对物理化学有系统的认识，并了解其在化学、化工、环境、材料、能源、生命、医药、农业等学科中的根基地位及其相互的关系。五、 推荐教材或参考书（含教材名、主编、出版社
2、、出版年）推荐教材物理化学 （上，下） ，第四版，天津大学物理化学教研室编，宋世谟，庄公惠，王正烈修订，高等教育出版社，1993主要参考书1) 物理化学 （第五版）上、下册，傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编，高等教育出版社，20062） 物理化学第四版， （上，中，下） ，胡英主编, 高教社出版，20003） 多媒体 CAI 物理化学第二版，傅玉普主编，大连理工大学出版社，20004) Atkins Physical Chemistry(Seventh Edition)（物理化学） （第 7 版） ， （英）阿特金斯， （美）葆拉，高等教育出版社，2006 物理化学教学大纲一、教学目的和教学要
3、求教学目的：通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和基本方法的框架，掌握热力学、动力学、电化学中的普遍规律和实验方法；在强化基础的同时，逐步培养学生的思维能力和创造能力。教学要求：本课程重点在于化学基础理论、基本知识的教学，在阐述基本原理时应着重讲清整个问题的思路、介绍问题的提出背景和形成理论的思维方法，使学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法，培养解决问题的能力；在基础层次上选择有代表性的科学研究成果和工程实际，着眼于前沿所涉及的新思想和新方法上。二、教学内容和课时分配总学时：64主要内容 学时 建议课后练习题绪论气体的 PTV 性质 4 4基本要求本章着重复习
4、理想气体状态方程，分压定律和分体积定律，介绍理想气体的微观模型。介绍实际气体的范德华方程与维里方程，了解实际气体的临界性质与压缩因子图。基本内容1、熟练掌握与应用 PV=nRT2、熟练掌握与应用分压定律与分体积定律3、理解（P+a/Vm） （Vm-b）=RT 及维里方程4、了解实际气体的临界性质与压缩因子图热力学第一定律 8 6基本概念，定律表述，热，内能，焓，热容，可逆体积功计算，节流膨胀，反应热基本要求1、必须使学生弄清楚热力学的一些基本概念2、应使学生知道热、功与内能这三者的区别与联系3、必须使学生理解状态函数的意义及其数学性质4、明确焓的定义及其意义，明确焓和内能一样也是状态函数5、学
5、生应熟练理想气体在等温、等容、等压及绝热过程中，U、H、W 及 Q 的计算6、理解盖斯定律是热力学第一定律的必然结果，理解基希霍夫公式的由来，并熟悉这两个定律的应用7、可逆过程与可逆功是本章的一个重点与难点。学生必须较好地掌握这两个基本概念基本内容一、热力学第一定律1、热力学基本概念及术语2、热力学第一定律的表述与数学表达式3、Qv=U,Qp=H 及 H 的定义二、过程热的计算1、Cv.m 与 Cp.m Cp.m=f(T). Cp.m 与 Cv.m 的关系2、由 Cp.m 计算 Qp 和 H,3、相变焓、相变过程、相变热的计算4、化学变化过程，化学反应热效应的计算化学反应进展度，rHm、fHm
6、 与 cHm 由 fHm 计算 rHm由 cHm 计算 rHm基希霍夫公式：rHm=f(T)三、功的计算：功的一般计算公式 W=-P 环 dv理想气体的等温可逆过程与绝热可逆过程的功的计算。其他常见过程功的计算。热力学第二定律 8 6卡诺循环，过程可能性判据，热力学第二定律，熵及熵变计算，第三定律，吉布斯自由能与亥姆霍兹自由能及其改变量计算，热力学基本方程及麦克斯韦关系式，特性函数，克克方程基本要求1了解一切自发过程的共同特征，明确热力学第二定律的意义2明确从卡诺热机得出克劳修斯不等式的重要性与熵函数的概念3熟记并理解热力学函数 S、A、G 的定义与各热力学函数的关系4明确每一热力学函数只是在
7、各自特定条件下才能作为过程进行方向与限度的判据，熟练 S 和 G 的计算与应用5熵的统计意认和热力学第三定律只作一般性了解6第二定律的应用举例克拉贝龙方程基本内容一、卡诺循环二、自发过程的共同特征三、卡诺定理与热力学第二定律，熵增原理四、熵函数，熵判据五、各种典型过程熵变的计算六、热力学第三定律，规定熵与标准熵七、亥姆霍兹函数与吉布斯函数A 与 G 判据一些基本过程 G 的计算与应用八、热力学基本方程与麦克斯韦关系式吉布斯亥姆霍兹方程九、第二定律应用举例克拉贝龙方程及其应用多组分系统热力学 8 6拉乌尔定律，偏摩尔量，化学势，理想稀溶液，稀溶液的依数性，*逸度及系数，活度及系数，标准态基本要求
8、1、必须使学生理解多组分系统引入偏摩尔数量的原由，掌握偏摩尔数量的定义及其与化学势的关系。对集合公式只要了解其物理意义与用途2、化学势是一个非常重要的概念，通过教学使学生理解如何由 G 判据过渡到化学势判据，掌握化学势的表示式，理解化学势表示式的应用3掌握理想液态混合物，理想稀溶液与实际溶液的区别与关系，加深对拉乌尔定律与享利定律的理解及其应用4活度的概念与标准态的选用是本章的难点，使学生了解这两个概念及其意义基本内容：一、复习组成的表示法二、偏摩尔数量1偏摩尔数量2偏摩尔数量的集合公式三、化学势的定义与各类系统，化学势的表示式，化学势判据四、拉乌尔定律与享利定律五、理想液态混合物的定义及其特
9、征组成理想液态混合物过程中，系统的诸类热力学函数的改变量六、稀溶液的定义及其依数性七、实际溶液的活度和活度系数、标准态化学平衡 6 4标准平衡常数，化学反应等温方程，化学平衡及其平衡常数的计算方法，化学反应平衡移动原理基本要求1、从热力学平衡条件及化学势表示式导出化学反应等温方程，以及正确理解该方程的意义是本章的重点2、熟练标准平衡常数与平衡组成的计算3、熟练理想气体反应的 K、Kp、Kc、Ky 和 Kn 的换算4、理解 fGm、rGm 和 rGm 的意义，掌握利用 fGm 计算 rGm；利用fHm，Sm 计算 rGm 及 rGm=-RTlnK 的计算5、了解从吉布斯亥姆霍兹方程推导化学反应的
10、等压方程的思路，熟练有关计算6、熟悉一些因素对反应平衡的定量影响7、了解同时平衡组成的计算8、了解实际气体反应、及溶液中反应的热力学处理方法基本内容一、K 与反应等温方程式二、有关标准平衡常数的计算与应用1K 的实验测定法2、理想气体反应的 K、Kp、Kc、Ky 和 Kn 之间的关系3、复相反应的平衡问题三、一些因素对化学平衡的影响1、温度对化学平衡的影响 K=f(T)2、压力对化学平衡的影响3、惰性组分对平衡转化率的影响4、反应物配比对平衡转化率的影响四、同时平衡相平衡 8 6相律，单组分体系相图，二组分体系相图，三组分系统基本要求:1、明确相数、组分数和自由度数的概念，了解相律的推导与物理
11、意义，学会以相律指导看相图2、了解绘制相图的常用方法，能根据热分析方法绘制出步冷曲线而得出相图3、能应用相律来说明相图中点线面的意义，并能根据相图说明系统在不同变化中所发生相变化的情况。 （包括杠杆规则的使用）基本内容：一、相律 f=C-P+2二、单组分系统相图。三、二组分气液平衡相图及杠杆规则1、二组分理想液态混合物的气液平衡相图2、二组分真实液态混合物的气液平衡相图3、精馏原理，掌握精馏的结果4、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四、二组分系统液固平衡相图1、二组分固态不互溶凝聚系统相图A）相图分析B）热分析法制相图及溶解度法制相图C）重结晶原理2、二组固态互溶系统相图A
12、）固态完全互溶系统相图B）固态部分互溶系统相图3、生成稳定化合物与不稳定化合物凝聚系统相图。四、三组分体系的相图及其应用1. 等边三角形坐标表示法2. 部分互溶的三液体体系3. 二固体和一液体的水盐体系电化学基础 6 6电解质溶液，电导，电迁移，电化学热力学基本要求：1、理解离子水化作用及其在外电场作用下溶液中的迁移情况2、明确电导、电导率、摩尔电导率、迁移数、离子电迁移率与离子独立运动定律等概念，意义及它们之间的关系3、了解强电解溶液的离子互吸理论4、理解离子的活度，平均活度系数，平均活度、平均浓度，离子强度等概念5、对于可逆电池部分，首先使学生掌握电池过程的热力学函数的改变量Gm，Sm，H
13、m。与电功、电动势及电动的温度系数之间的关系；了解电动势产生的原因；熟悉电化学的惯用符号6、熟练地从所给电池、电极写出其电池反应和电极反应；初步掌握根据所给化学反应设计电池。7、能斯特方程、电极电势表与电动势测定的应用是本部分的主要内容之一，教师可列举一些例题使学生掌握有关内容。基本内容：一、电解池，原电池和法拉第定律。正极负极和阴极阳极的定义。二、离子的电迁移及迁移数三、电解质溶液的电导1、电导率与摩尔电导率2、离子独立运动定律3、电导率、摩尔电导率与浓度的关系四、离子的摩尔电导率与离子的迁移率五、电导测定的应用六、a、b、c和 I 的定义及其关系七、极限公式八、可逆电池九、电池电动势和电极
14、电势的能斯特方程十、原电池设计8 化学动力学基础 10 6化学反应速率，速率方程，简单级数反应动力学规律，反应级数测定，速率常数计算，复杂反应动力学，基元反应速率理论，催化作用基本要求：1反应分子数与反应级数的区别与联系2熟悉反应速率的表示法以及简单反应动力学方程的积分形式，并能熟练应用它进行有关计算3解反应级数的实验测定法4对于对峙反应、平行反应和连串反应的动力学公式应着重了解速率方程的建立与时间浓度关系式5初步掌握稳态法与平衡态浓度法处理速率方程的意义6理解链反应的特征7理解活化能的概念，能够熟练应用阿累尼乌斯公式基本内容一、反应速率的定义及其实验测定二、反应物浓度对反应速率的影响1反应速
15、率方程2速率常数的意义3基元反应，反应分子数与反应级数三、零级反应，一级反应，二级反应动力学方程的积分形式四、反应级数的测定五、动力学计算举例六、温度对反应速度的影响阿累尼乌斯公式七、活化能八、对峙反应、平行反应、连串反应的动力学分析九、复合反应的近似处理法十、单分子反应机理十一、链反应十二、催化作用的基本知识9 表面现象（界面现象）及胶体化学 6 6表面自由能（表面张力） ，表面热力学，溶液与固体表面上的吸附作用，吸附等温式，表面活性剂溶液的性质及其稳定性基本要求1、明确表面张力。表面功及表面吉布斯函数的概念，了解表面曲率与附加压力、蒸气压的关系2、了解吉布斯吸附公式3、理解朗格缪尔等温吸附
16、公式4、了解表面活性物质的结构，基本性质与用途基本内容一、张力、表面功与表面吉布斯函数二、曲表面现象1弯曲液面的附加压力2蒸气压与表面曲率的关系三、润湿现象四、亚稳状态与新相的生成五、固体表面上的吸附作用及等温吸附公式六、溶液表面的吸附作用及吉布斯吸附公式七、表面活性物质的结构及其应用三、考试要求期末总成绩分为期末考试成绩及平时成绩两个部分，所占比例由任课教师确定。期末考试实行统一命题，命题范围以教材为主，主要针对基本概念、基本原理及公式的综合运用和灵活掌握并用其解决实际问题等；考题应侧重考察学生的实际能力和综合素质，尽量减少复杂公式的记背。四、推荐教材及参考书1推荐教材物理化学 （上，下） ，第四版，天津大学物理化学教研室编，宋世谟，庄公惠，王正烈修订，高等教育出版社，19932主要参考书1) 物理化学 （第五版）上、下册，傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编，高等教育出版社，20062） 物理化学第四版， （上，中，下） ，胡英主编, 高教社出版，20003） 多媒体 CAI 物理化学 第二版，傅玉普主编，大连理工大学出版社，20004) Atkins Physical Chemistry(Seventh Edition)（物理化学） （第 7 版） ， （英）阿特金斯，（美）葆拉，高等教育出版社，2006
