《物理化学》课程教学大纲.docx

物理化学课程教学大纲 课程名称：物理化学 英文名称：Physical Chemistry 课程编码：x2030631 学 时 数：80 其中实践学时数：16课外学时数：0 学 分 数：5.0 适用专业：生物工程 课程简介 《物理化学》是生物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生物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生物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 课程目标1：掌握物理化学中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。掌握有关物质变化过程的平衡与速率的基础理论和知识。了解物理化学的研究内容、研究方法和发展史。 1-2掌握相关自然科学的基础原理和思维方法，并能运用于解决工程科学和技术问题。 课程目标2: 掌握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；理解物理化学的理论知识在生物工程专业中的实际应用；获得应用物理化学的基本原理和方法分析生物工程专业相关问题的能力。 2-1运用数学和自然科学原理识别工程科学和技术问题。 三、课程教学内容、基本要求、重点和难点 （一）化学热力学基础 1、教学内容 引言；热力学基本概念；热力学第一定律；定容热；定压热和焓；热容；可逆过程与膨胀功；化学反应的热效应；盖斯定律；标准摩尔生成焓变；标准摩尔燃烧焓变；；；热效应与温度的关系—基希霍夫定律；非定温反应热；卡诺循环；熵；熵变的计算；熵的统计意义；热力学第三定律；亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能；热力学函数间的关系式；偏摩尔量；化学势。 2、基本要求 （1）熟练掌握热力学基本概念、术语。 （2）熟练掌握热力学第一定律、热力学第二定律，热力学第三定律，掌握其原理和热力学方法及在相平衡、化学反应中的应用。 （3）熟练掌握两个途径函数（W、Q）、五个状态函数（U、H、S、A、G）的性质及物理意义及增量值的计算。 （4）掌握热力学基本方程及麦克斯韦关系式。 （5）掌握偏摩尔量、化学势的定义和表示及化学势作为判据在相变化、化学变化中的应用。 3、重点 （1）热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律及原理，热力学方法在相平衡、化学反应中的应用。 （2）掌握两个途径函数（W、Q）、五个状态函数（U、H、S、A、G）的性质及物理意义及增量值的计算。 （3）化学势作为判据在相变化、化学变化中的应用。 4、难点 （1）两个途径函数（W、Q）、五个状态函数（U、H、S、A、G）的性质及物理意义及增量值的计算。 （2）热力学基本方程及麦克斯韦关系式。 （二）相平衡 1、教学内容： 克劳修斯—克拉贝龙方程式；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。相数；强度状态；物种数；组分数；自由度；相律数学表达式；单组分系统相图；冰点；三相点；临界点；二组分系统相图；完全互溶固溶体熔点—组成图；固相线；液相线；杠杆规则；固态完全不互溶系统相图；最低共晶点；二组分形成化合物系统的相图；相合熔点化合物；不相合熔点化合物。 2、基本要求： （1）熟练掌握克-克方程，拉—亨定律及其应用。 （2）熟练掌握理想液态混合物的性质及其应用。 （3）熟练掌握真实液态混合物和真实溶液的活度的概念和应用。 （4）熟练掌握相律。 （5）熟练掌握单组分系统相图的绘制原理、绘制方法和解析方法。 （6）掌握二组分系统相图的绘制原理、绘制方法和解析方法。 （7）熟练掌握相律、杠杆规则, 克-克方程。 3、重点 （1）克拉贝龙方程、克-克方程的应用。 （2）拉—亨定律的应用。 （3）理想液态混合物的性质、理想稀溶液，真实液态混合物和真实溶液的性质。 （4）相律及其应用。 （5）单组分系统相图的绘制和解析。 （6）二组分系统平衡相图的绘制和解析。 4、难点 （1）克拉贝龙方程、克-克方程的应用。 （2）拉—亨定律的应用。 （3）真实混合物和真实溶液的活度计算。 （4）二组分系统的固-液平衡相图的绘制和解析。