《物理化学上册》课程说明书

一、主讲教师信息

姓 名

刘彩华

性别

女

学历

博士

职 称

讲师

研究方向

物理化学课程教学

工作单位

化学化工学院

讲授课程

物理化学

联系电话

15095069078

电子信箱

Liucaihua@lcu.edu.cn

二、课程信息

课程名称

中文

物理化学

先修课程

无机、有机、分析、高数、大学物理

英文

Physical Chemistry

课程性质

专业核心课

学时/学分

64/3.5

授课范围

化学化工学院化学2021级1,2,12班

授课时间

和地点

2021级2班：周一5-6节 ，4A-508

周三5-6节 ，4A-508

2021级1,12班：周三 1-2节，4C-105

周五 1-2节，4B-102

人数

限制

正常修读和重修同学共126人

课程简介

本学期的授课内容包含“绪论”、“气体”、“热力学第一定律”、“热力学第二定律”、“多组分系统热力学及其在溶液中的应用”、“相平衡”和“化学平衡”四个板块共六章。气体的核心内容是理想气体及范德华气体状态方程，对比状态定律及压缩因子图的用法；第二三章讲述热力学三大定律，其核心内容是有关热化学问题以及反应的方向和限度问题；第四五六章是热力学基本原理在多组分溶液中、化学平衡和相平衡几个重要领域的应用。

三、教学资源

指定教材

《物理化学》 傅献彩 侯文华编 高等教育出版社 第六版 2022；

参考文献

《物理化学》 印永嘉 编 高等教育出版社 第四版 2007；

《物理化学》 朱文涛 编 清华大学出版社 2011；

《物理化学》 韩德刚等编，高等教育出版社，2002；

Physical Chemistry, Peter Atkins, (11th ed.) Oxford University,

教学网站

推荐爱课程慕课

https://www.icourse163.org/course/DUT-1001734002

https://www.icourse163.org/course/BUCT-1002578002

https://www.icourse163.org/course/BNU-1002836007

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四、教学信息

教学目标

通过本学期的学习，希望学生能系统的掌握物理化学的基本知识和原理，加深对自然现象的本质认识，并通过物理化学科学思维方法的学习，培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力，培养他们通过物理化学的知识解决实际问题的能力，为学生学习物理化学基础课和专业课以及从事生产和科学研究工作建立比较牢固的理论基础。

教学进度

（以周为单位）

课堂讲授

课外阅读、作业

教学内容摘要

（章节名称、讲述的内容提要，课堂讨论的题目等）

说明：教学进度在实际教学中可能会与以下内容不符，在教学课程说明书中会及时修订。

第1周

补上学期的期末考试

第2周

绪论 1学时+数学知识梳理 1 学时

作业：查阅化学发展史，了解物理化学发展概况，数学公式的理解和掌握。

第2周

第一章 气体 2学时

1.1气体分子运动公式对几个经验定律的说明

包括理想气体状态方程，分压定律，分体积定律

1.8实际气体 包括van der Walls方程

1.9气液间的转变---实际气体的等温线和液化过程 重点对比状态和对比状态定律

1.10压缩因子图

作业：

van der Walls方程应用的例题

压缩因子图的例题

第3周

第二章 热力学第一定律2学时

2.1热力学概论

2.2热平衡和热力学第零定律----温度的概念

2.3热力学的一些基本概念

2.4热力学第一定律

作业：

热力学第一定律基本概念的理解

有关功的计算例题

第3周

第二章 热力学第一定律 2学时

2.5准静态过程与可逆过程

2.6焓

2.7热容

2.8热力学第一定律对理想气体的应用

作业：掌握热容、绝热过程有关计算的课后习题

第4周

第二章 热力学第一定律 2学时

2.8热力学第一定律对理想气体的应用

2.9Carnot循环

2.10Joule-Thomson效应

作业：有关Carnot循环、Joule-Thomson效应、∆U和∆H计算的习题

第4周

第二章 热力学第一定律 2学时

2.10 Joule-Thomson效应

2.11热化学

作业：有关化学反应热效应及反应进度的习题

第5周

第二章 热力学第一定律 2学时

2.12 Hess定律

2.13几种热效应

2.14反应焓变与温度的关系—Kirchhoff定律

作业：有关标准摩尔焓变、其它温度下反应焓变计算的习题

第5周

2.15绝热反应-----非等温反应

2.16热力学第一定律的微观诠释

热力学第一定律习题课 2学时

作业：热一的综合习题

共12学时

第6周

第三章 热力学第二定律 2学时

3.1自发变化的共同特征----不可逆性

3.2热力学第二定律

3.3Carnot定理

3.4熵的概念 3.5Clausius不等式

作业：热二两种说法的理解，掌握熵概念的提出过程

第6周

第三章 热力学第二定律 2学时

3.5熵增加原理

3.6热力学基本方程与T-S图 3.7熵变的计算

作业：掌握热力定律的数学表达式

第7周

第三章 热力学第二定律 2学时

3.7熵变的计算 （续）

3.8熵和能量退降

3.9热力学第二定律的本质和熵的统计意义

3.10 Helmholtz自由能和Gibbs自由能

作业：有关熵变计算的有关例题

第7周

第三章 热力学第二定律 2学时

3.11变化的方向与平衡条件

3.12 ∆G的计算示例

3.13几个热力学函数间的关系

作业：有关Helmholtz自由能和Gibbs自由能理解和条件

第8周

第三章 热力学第二定律 2学时

3.13几个热力学函数间的关系 G-H公式

作业：不同过程∆S、∆F和∆G计算的典型例题

第8周

第三章 热力学第二定律 2学时

3.14热力学第三定律与规定熵

3.15绝对零度不能达到原理----热力学第三定律的另一种表述法

作业：有关Maxwell关系式及其应用的例题

第9周

热力学第二定律习题课

作业：有关热一和热二综合的习题 共14学时

第9周

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用 2学时

4.1引言

4.2多组分系统的组成表示法

4.3偏摩尔量

作业：有关偏摩尔量的计算

第10周

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用 2学时

4.4化学势 定义与温度和压力的关系

4.5气体混合物中各组分的化学势，到逸度的计算

作业：化学势与T、p的关系；有关气体混合物中组分化学势的计算

第10周

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用 2学时

4.6稀溶液中的两个经验定律

4.7理想液态混合物

作业：Raoult和Henry定律有关习题；理想液态混合物中组分化学势计算

第11周

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用 2学时

4.8理想稀溶液中任一组分的化学势

4.9稀溶液的依数性

作业：有关理想稀溶液中组分化学势的计算

第11周

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用 2学时

4.10 Duhem--Margule公式 简单讲解

4.11活度与活度因子

作业：有关非理想溶液活度、溶剂和溶质化学势的计算

第12周

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用 2学时

4.12渗透因子和超额函数

4.13分配定律—溶质在两互不相溶液相中的分配

作业：有关超额函数和分配定律的计算

第12周

多组分系统热力学及其在溶液中的应用习题课2学时

作业：有关溶液的习题，共14学时

第13周

第五章 化学平衡 2学时

5.1 化学反应的平衡条件---反应进度和化学反应的亲合势

5.2化学反应的平衡条件和等温方程式

5.3平衡常数的表示式

5.4 复相化学平衡

作业：掌握等温方程式、掌握不同情况下平衡常数的表示方法

第13周

第五章 化学平衡 2学时

5.5标准摩尔生成Gibbs自由能

5.6温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响

5.7同时化学平衡

5.8反应的耦合

5.9近似计算

作业：反应的标准摩尔Gibbs自由能、标准常数、范霍夫方程计算的习题

第14周

化学平衡习题课 2学时

作业：化学平衡的综合习题

第14周

第六章 相平衡 2学时

6.1引言

6.2多相系统平衡的一般条件

6.3相律

作业：物种数、自由度的计算

第15周

第六章 相平衡 2学时

6.4单组分系统的相平衡

Clapeyron方程

详细讲解水的相图，了解硫的相图，简单讲解

作业：有关Clapeyron方程的计算；掌握水的相图

第15周

第六章 相平衡 2学时

6.5二组分系统相图及其应用

理想的二组分液态混合物---完全互溶的双液系

杠杆规则

蒸馏(或精馏)的基本原理

非理想的二组分液态混合物

作业：掌握完全互溶的双液系相图的分析

第16周

第六章 相平衡 2学时

6.5二组分系统相图及其应用

部分互溶双液系

不互溶的双液系---蒸汽蒸馏

简单的低共熔二元相图，热分析法

作业：重点掌握简单的低共熔二元相图、形成化合物的系统相图的分析

第16周

第六章 相平衡 2学时

6.5二组分系统相图及其应用

简单的低共熔二元相图，溶解度法

形成稳定化合物和不稳定化合物的系统

液、固相都完全互溶的相图

固态部分互溶的二组分相图

区域熔炼

作业：重点掌握固态部分互溶的二组分相图、部分互溶的三液体系统相图的分析

第17周

第六章 相平衡 2学时

6.6三组分系统相图及其应用

部分互溶的三液体系统

二固体和一液体的水盐体系

作业：重点掌握二固体和一液体的水盐体系相图的分析

第17周

6.6三组分系统相图及其应用

利用温差提纯盐类

三组分低共熔系统的相图(自学)

直角坐标表示法(选学)

6.7二级相变

相平衡习题课

作业：有关相图分析的综合习题

相图共14学时

第18周

复习准备考试

课时拟分配

绪论和Chap 1 (4课时)

Chap 2 (12课时，含2学时习题课);

Chap 3 (14课时，含2学时习题课);

Chap 4 (14课时，含2学时习题课);

Chap 5 (6课时，含2学时习题课);

Chap 6 (14课时，含2学时习题课).

教学方法与手段

以多媒体和传统板书讲解相结合的方法授课，借助网络资源加强课外辅导和讨论。

学习方法

课前预习，课堂讲授，记笔记，课后复习，完成指定作业。

五、实践教学（含课程实验、课程论文、读书报告、文物考察、野外实习、写生等）

本课程为基础理论课程，相应实验课程为独立设课。

六、成绩考核

平时成绩

期中考试占20%、作业、课堂及单元测验占总成绩30%。

期末成绩

占总成绩50%，闭卷(时间为120分钟，满分为100分)。

题目类型有：判断题、选择题、填空题、证明题、简答题、计算题等。

考试说明

缺席1/3学时者，取消考试资格，重修；总成绩不及格者，补考；补考不及格者，重修；补考或重修时，期末考试占50%。

备注

1. 开学一周内，班长或课代表将其姓名、联系方式以及本班名单提供给任课教师；

2. 本课程答疑时间周四7-8节，地点4C-201；

3. 修读本课程的同学须准时到课，若无法准时前来，应有请假条;

4. 课程进度会根据学生学习情况和学校放假情况做适当调整。