《物理化学 （环境工程）》课程教学大纲.doc

物理化学课程教学大纲 课程名称：物理化学 英文名称：physical chemistry 课程编号：x2030631 学 时 数：80 其中实验学时：16 课外学时数：0 学 分 数：5 适用专业：环境工程 课程简介 《物理化学》是环境工程专业一门比较重要的专业基础程。课程的特点是运用物理学的理论和实验方法来研究化学过程普遍规律的一门科学，本课程将设问式课堂教学，实验教学与学生自主学习相结合，使学生了解物理化学的研究内容、研究方法和发展历史。课程内容包括化学热力学和化学动力学的基本知识、基本理论和基本方法；物质变化过程的平衡与速率的基础理论和知识；物理化学基本原理和方法在多相平衡系统, 化学平衡系统以及界面层中的应用；本课为后续专业课学习、毕业论文和科学研究提供基础知识、研究方法和基本理论。 通过《物理化学》课程的学习，一方面不仅使学生能够利用掌握的物理化学知识识别环境工程科学和技术问题，而且通过掌握的物理化学基本原理和思维方法辅助相关专业解决环境工程科学和技术问题；更主要的是培养同学们求实的科学态度、严密的逻辑思维以及解决问题的能力，即，有能力能够初步设计实验方案，组装实验设备，构建实验系统，确保实验安全，采集实验数据正确。 二、课程目标与毕业要求关系表 课程目标 毕业要求 （1）掌握物理化学的基本知识、基本理论和研究方法，并能应用解决基础问题。 1-2掌握相关自然科学（物理和化学类课程）的基础原理和思维方法，并能将其应用于解决工程科学和技术问题； （2）具备分析识别环境工程中涉及物理化学问题能力。 2-1能基于数学和自然科学原理识别工程科学和技术问题； （3）掌握物理化学实验原理、仪器安装、测试方法、数据采集与处理等技能。 4-3能够根据设计的实验方案，组装实验设备，构建实验系统，保障开展实验的安全性，实现实验数据的正确采集； 三、课程教学内容、基本要求、重点和难点 （一）热力学第一定律（8） 1. 教学内容：引言；热力学第一定律；定容热；定压热和焓；热容；可逆过程与体积功；化学反应的热效应；盖斯定律；各种热效应；热效应与温度的关系—基尔戈夫定律；非定温反应热。 2. 基本要求：了解物理化学的基本组成、研究内容，掌握常用术语；理解并掌握第一定律；掌握热容与温度关系；准确理解可逆过程；理解认识化学反应焓变；准确掌握常见化学反应热效应的定义；理解并掌握基尔霍夫公式；知道非等温反应。 3. 重点是：物理化学基本概念；热力学第一定律；恒容热、恒压热、焓的定义式；可逆过程特点；可逆过程膨胀功的计算；盖斯定律内涵；对化学反应热效应本质的认识；利用常见化学反应热效应计算化学反应焓变；掌握并会推导基尔霍夫公式。 4. 难点是：对系统、环境、状态等基本概念的理解；热力学第一定律应用；对焓的理解；正确理解可逆过程；清楚理想气体Cp,m与Cv,m之间的关系；盖斯定律本质及应用；推导Qp,m与去Qv,m之间的关系；明确各种化学反应热效应的物理意义；基尔霍夫公式的应用。 （二）热力学第二定律（12） 1. 教学内容：热力学第二定律；卡诺循环；熵；熵变的计算；熵的统计意义；亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能；热力学基本方程；热力学函数间的关系式；克劳修斯—克拉贝龙方程式。 2. 基本要求：了解自发过程；知道卡诺循环产生背景；学会熵的计算；掌握熵的定义及物理意义；学会相变、化学反应、混合过程熵变的计算；了解熵的统计意义；掌握吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能的定义及用途；掌握吉布斯自由能变、亥姆霍兹自由能变的计算；明确热力学函数之间最基本关系式；学会克劳修斯—克拉贝珑方程的推导。 3. 重点是：热力学第二定律；理解自发过程的内涵；卡诺循环的组成；卡诺定理；熵的导出；熵变的计算；各种反应、相变及简单过程熵变的计算；吉布斯自由能变、亥姆霍兹自由能变的应用条件；热力学基本方程内涵的理解及应用；麦克斯韦关系式及应用；理解克劳修斯—克拉贝珑方程的推导过程及应用。 4. 难点是：对热力学第二定律的深刻理解；结合实例探究自发过程的方向和限度；卡诺定理的推导；对卡诺定理的认识和理解；理解熵的物理意义；熵的推导；吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能的导出；吉布斯自由能变、亥姆霍兹自由能变作为判据的应用；正确计算吉布斯自由能变、亥姆霍兹自由能变；对克劳修斯—克拉贝珑方程推导、使用条件及应用的掌握。 （三）溶液（10） 1. 教学内容：偏摩尔量；化学势；稀溶液的基本定律；稀溶液的的依数性；分配定律；理想溶液；活度的基本概念；活度的测定。 2. 基本要求：清楚偏摩尔量引出的意义；了解偏摩尔量加和公式的意义；理解吉布斯—杜亥姆