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济南大学 物理化学

  • 来源:济南大学
  • 格式:SWF
  • 状态:共11讲 正在更新

    课程介绍

    《物理化学》课程介绍
            物理化学又称理论化学,是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手来探求化学运动中具有普遍性的基本规律的一门学科。它既是化学科学的一个分支学科,又是化学科学各分支(包括传统的无机化学、有机化学、分析化学、高分子化学和新兴的生物化学、环境化学、材料化学、能源化学等)的公共理论基础,同时又是工科,尤其是化工类各专业必备的化学理论基础,指导着有关技术领域的生产和发展。
    课程的目的与任务
            学习本课程的主要目的是:通过学习,使学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理,加深对自然现象本质的认识,这些知识和原理不仅是化学的理论基础,也是其它与化学有关的技术科学的发展基础。使学生学会物理化学的科学思维方法,培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力,培养他们获取知识并用来解决实际问题的能力。
            本课程的任务是:介绍化学热力学、表面现象和分散系统、电化学、统计热力学初步、化学动力学的基本原理、基本知识和基本方法及其应用。通过课堂讲授、自习、演算习题和习题课等教学环节,达到学习本课程的目的。
    课程的基本要求
    1. 明确基本概念
    2. 熟悉各公式的推证过程,特别注意各公式的适用条件及其物理意义
    3. 了解化学变化过程中的一些基本规律
    4. 学会用物理化学的观点和方法来分析和解决化学中的实际问题
     
     
    教    学    大    纲
     
    计划学时:96-126 根据专业特点教学大纲及学时进行适当调整。
    适用专业:化学化工、环境、材料等理工科类专业。
    绪论
    学时 : 2
        物理化学研究对象、目的与方法;发展简史与趋势;学习本课程的方法。气体,理想气体和实际气体状态方程等。
    第一章 热力学第一定律
    学时 : 14(习题课2)
    1. 基本概念,能量转化及守恒原理,热力学第一定律的数学表达式。
    2. 体积功(含可逆过程概念)。
    3. 热与焓,热容。
    4. 理想气体的热力学性质及各种过程。
    5. 节流膨胀。
    6. 热化学:盖斯定律、反应进度、反应热、生成热、燃烧热、基尔霍夫方程。
    重点
    1. 基本概念。
    2. 各过程Q、W、△U、△H的计算。
    第二章 热力学第二定律
    学时 : 14(习题课2)
    1. 热力学第二定律的引出与表达。
    2. 熵函数概念的引出与性质,Clausius不等式。
    3. △S的计算与应用(简单状态变化、相变、热传导、气体混合过程)。
    4. 熵的物理意义,规定熵及其应用。
    5. Helmholtz自由能、Gibbs自由能概念、计算及应用。
    6. 热力学关系式。
    重点
    1. 克劳修斯不等式。
    2. 各过程的△S、△G的计算方法及过程方向性的判断。
    3. 一般热力学关系的推导方法及应用。
    第三章 化学势
    学时 : 6
    1. 偏摩尔量与化学势的定义及性质。
    2. 气体及溶液中物质的化学势。
    3. 逸度与活度的概念。
    4. 化学势与温度、压力的关系。
    5. 稀溶液依数性——化学势的应用示例。
    重点
    1. 掌握各种物质化学势的表示式及标准态的选择。
    2. 化学势的应用。
    第四章 化学平衡
    学时 :10(习题课2)
    1. 化学反应等温式及其应用。
    2. 化学反应自由能改变量(△rGm)及标准平衡常数的计算。
    3. 平衡常数实验测定,各种经验平衡常数与标准平衡常数的关系。
    4. 温度对平衡常数的影响。
    5. 平衡混合物组成的计算。
    6. 其它因素对化学平衡的影响。
    重点
    1.△rGm及平衡常数的计算方法,熟练计算各种条件下的平 衡混合物组成。
    2. 熟悉各种因素对化学平衡的影响。
    第五章 多相平衡
    学时 :14(习题课2)
    1. 相律:基本概念、相律推导。
    2. 克劳修斯--克拉贝龙方程,单组分体系相图。
    3. 双液体系相图(完全互溶、部分互溶、完全不互溶)。
    4. 二组分固液平衡体系相图。(低共熔混合物、化合物、固熔体)。
    重点
    1. 相律的意义,应用相律分析相图。
    2. 克——克方程的应用。
    3. 能看懂各种相图,绘制基本相图,能应用相图解决简单的分离、提纯问题。
    第六章 电化学
    学时 : 18(习题课2)
    1. 电解质溶液的电导及应用(包括离子迁移、导电机理)。
    2. 强电解质的活度与活度系数(包括德拜理论简介)。
    3. 可逆电池及其热力学关系。
    4. 电极电势、电池电动势及其应用。
    5. 电极极化及电解时的电极反应。
    6*.金属的腐蚀与防护知识简介。
    重点
    1. 电解质溶液电导的计算和应用。
    2. 可逆电池电动势(能斯特方程)的计算、应用,以及与热力学函数的关系。
    3. 电解反应的简单计算与判断。
    第七章 表面现象与分散体系
    学时 : 10
    1. 表面张力,纯液体的表面现象。
    2. 气固吸附、溶液吸附、表面活性剂及其作用。
    3. 溶胶的化学、力学、电学性质。
    4. 溶胶的聚沉和絮凝。
    5. 溶胶的制备和净化。
    重点
    拉普拉斯公式、开尔文公式、兰格缪尔吸附等温式、吉布斯吸附公式及其应用。
    第八章 统计热力学初步 
    学时 :14
    1. 基本概念和统计热力学基本假定。
    2. 玻尔兹曼分布。
    3. 分子配分函数。
    4. 分子配分函数的计算及应用。
    5*.理想气体反应的平衡常数。
    重点
    1. 玻尔兹曼分布率及其应用。
    2. 分子配分函数和热力学函数的关系。
    3. 独立粒子系统分子配分函数及热力学函数的计算。
    第九章 化学动力学基本原理
    学时 :24(习题2)
    1.化学动力学基本概念及反应速率方程。
    2.简单级数反应分析及反应级数的测定。
    3.温度对反应速率的影响。
    4*.反应速率理论简介。
    5. 典型复合反应分析及近似处理方法。
    6.探索反应机理的方法。
    7.催化反应。
    重点
    1.化学动力学基本概念及速率方程。
    2.一级、二级、三级和零级反应的基本特点及反应级数的测定方法。
    3.阿累尼乌斯公式及其应用,明确活化能概念。
    4.典型的复合反应(对峙反应、平行反应、连串反应)的基本特点和速率公式。
    5.复合反应的近似处理方法及其应用。
    说 明
    1.授课方法是以讲授为主,较多的例题可使学生增加对理论的认识。学时分配可由任课老师适当调整。由于讲课与讲习题无法截然分开,讲课学时中应包括部分讲解例题的内容,讲授总学时为126学时左右,有些章节还应集中讲解习题,计划12学时,但可以根据学生接受情况适当增减,如不够,可在课表规定的上课时间以外安排。
    2. 带*号的内容,可少讲或不讲,具体根据不同专业所规定的总学时来决定。
     
    《物理化学》主要参考文献:
        《物理化学简明教程》,高等教育出版社 印永嘉、奚正楷、李大珍编;
        《物理化学简明教程例题与习题》,高等教育出版社 印永嘉、王雪琳,奚正楷编
        《物理化学》高等教育出版社 傅献彩、沈文霞、姚天扬编;
        《物理化学》高等教育出版社 天津大学编
        《物理化学(第四版)》高等教育出版社 胡英主编,吕瑞东,刘国杰等编
        《物理化学(第二版)》大连理工大学出版社 付玉普主编
        《物理化学习题精解(上、下册)》 科学出版社 王文清,高宏成,沈兴海
        《物理化学解题指导》 江苏教育出版社 孙德坤等
        《化学热力学》 高等教育出版社 韩德刚 高执棣
        《物理化学解题指南》天津大学出版社 李文斌 主编学
        《物理化学题解》华中科技大学出版社
        《Physical Chemistry》P.W.Atkins