《物理化學（一）（上）》教學大綱

1、物理化學（上）課程教學大綱課程代碼：CHEM2043課程類別：大類基礎(chǔ)課程授課對象：化學，化學教育等專業(yè)開課學期：秋季學 分：4學分一、教學目的：（五號黑體） 物理化學是高等學?；瘜W專業(yè)的基礎(chǔ)理論課之一。它是一門研究物質(zhì)體系的化學行為的原理、規(guī)律和方法的學科。涵蓋從宏觀到微觀與性質(zhì)的關(guān)系的規(guī)律、化學過程機理及其控制的研究，它是化學以及在分子層次上研究物質(zhì)變化的其他學科領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學習，要求學生系統(tǒng)地掌握物理化學的基本原理和研究方法。使學生在獨立分析和解決實際化學和化工過程的物理化學問題的能力方面，在繼續(xù)學習的能力、表達和應用知識的能力、發(fā)展和創(chuàng)造知識的能力等方面得到訓練和加強。

2、二、課程內(nèi)容第一章 氣體1 氣體分子動理論基本公式，壓力和溫度的統(tǒng)計概念，分子平均平動能及分布，分子碰撞頻率與平均自由程2 理想氣體與實際氣體理想氣體的概念，van der Waals方程，virial方程，對比狀態(tài)和對比狀態(tài)原理，壓縮因子圖 熱力學第一定律1 熱力學概論和一些基本概念熱力學的目的和內(nèi)容，熱力學的方法和局限性，系統(tǒng)與環(huán)境，系統(tǒng)的性質(zhì)，熱力學平衡態(tài)，狀態(tài)函數(shù)，狀態(tài)方程，過程和途徑，熱和功2 熱力學第0定律 3 熱力學第一定律與內(nèi)能4 準靜態(tài)過程與可逆過程功與過程，準靜態(tài)過程與可逆過程5 焓與熱容 焓的定義，熱容，等壓熱容，等容熱容6 熱力學第一定律對理想氣體的應用 理想氣體的熱力

3、學能和焓，理想氣體的Cp與Cv之差，絕熱過程和過程方程，卡諾循環(huán)7 實際氣體焦耳-湯姆遜效應，實際氣體的H和U8 熱化學等壓熱效應與等容熱效應，反應進度，標準摩爾焓變，Hess定律，標準摩爾生成焓，自鍵焓估算反應焓變，標準摩爾離子生成焓，標準摩爾燃燒焓，反應焓變與溫度的關(guān)系-基爾霍夫定律，絕熱反應-非等溫反應，熱力學第一定律的微觀說明，熱容-能量均分原理第三章 熱力學第二定律1 自發(fā)變化的共同特征- 不可逆性2 熱力學第二定律3卡諾定理4 熵的概念 熵的引出與熵的定義5 克勞修斯不等式與熵增加原理 熵判據(jù)6 熵變的計算各種過程S計算及變化方向的判斷，T-S圖及其應用7 熱力學第二定律的本質(zhì)和熵

4、的統(tǒng)計意義 熱力學第二定律的本質(zhì)，熵和熱力學概率-玻茲曼公式8 亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能 亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能的定義，物理意義，及亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能判據(jù)9 變化方向和平衡條件10 G的計算示例 等溫物理變化中的G， 化學反應中的G11 熱力學函數(shù)間的關(guān)系 基本公式，特性函數(shù)，麥克斯韋關(guān)系式及應用，吉布斯自由能與溫度的關(guān)系-吉布斯-亥姆霍茲方程式，吉布斯自由能與溫度、壓力的關(guān)系12 熱力學第三定律與規(guī)定熵熱力學第三定律，規(guī)定熵值，化學反應過程的熵變計算第四章 溶液1 溶液組成的表示法2 偏摩爾量 定義，加合公式，吉布斯-杜亥姆公式3 化學勢定義，化學勢在相平衡中的應用，化學

5、勢與溫度、壓力的關(guān)系4 氣體混合物中各組分的化學勢 理想氣體混合物的化學勢，非理想氣體混合物的化學勢-逸度的概念，逸度因子的求法5 稀溶液的兩個經(jīng)驗定律 拉烏爾定律，亨利定律6 理想液態(tài)混合物 理想液態(tài)混合物的定義，理想液態(tài)混合物中任一組分的化學勢，理想液態(tài)混合物的通性，7 理想稀溶液中任一組分的化學勢8 稀溶液的依數(shù)性 蒸氣壓下降，凝固點降低，沸點升高，滲透壓9 活度和活度因子 非理想溶液中各組分的化學勢-活度的概念，非理想稀溶液，雙液系活度因子的關(guān)系，活度與活度因子的求法10 分配定律-溶質(zhì)在兩互不相溶液相中的分配第五章 相平衡1 多相體系平衡的一般條件2 相律 相，組分數(shù)，自由度，相律3

6、 單組分體系的相平衡單組分體系的兩相平衡，克拉貝龍方程式，克拉貝龍-克勞修斯方程，外壓與蒸氣壓的關(guān)系，水的相圖，超臨界狀態(tài)4 二組分體系的相圖及其應用 理想的完全互溶雙液系，杠桿規(guī)則，蒸餾、精餾的基本原理，非理想的完全互溶雙液系，部分互溶的雙液系，不互溶的雙液系- 蒸汽蒸餾，簡單的低共熔二元相圖，形成化合物的體系，液固相都完全互溶的相圖，固態(tài)部分互溶的相圖，區(qū)域熔煉5 三組分體系的相圖及其應用 等邊三角形坐標表示法，部分互溶的三液體系統(tǒng)，二固體和一液體的水鹽體系，三組分低共熔系統(tǒng)的相圖第六章 化學平衡 1 化學反應的平衡條件 化學反應的平衡條件與反應進度的關(guān)系 2 化學反應的平衡常數(shù)和等溫方程

7、式 氣相反應的平衡常數(shù)-化學反應的等溫方程式，溶液中反應的平衡常數(shù)3 平衡常數(shù)表示式4 復相化學平衡 5 標準生成吉布斯自由能 標準狀態(tài)下反應的吉布斯自由能變化值，標準摩爾生成吉布斯自由能6 溫度、壓力及惰性氣體對化學平衡的影響7 同時化學平衡 8 反應的耦合9 近似計算第七章 統(tǒng)計熱力學基礎(chǔ)1 概論 統(tǒng)計熱力學的研究方法和目的，統(tǒng)計系統(tǒng)的分類，統(tǒng)計熱力學的基本假定2 玻茲曼統(tǒng)計 定位系統(tǒng)的最概然分布，玻茲曼公式的討論-非定位系統(tǒng)的最概然分布，玻茲曼公式的其它形式，摘取最大項法及其原理3 配分函數(shù) 定義，配分函數(shù)與熱力學函數(shù)的關(guān)系，配分函數(shù)的分離4各配分函數(shù)求法及其對熱力學函數(shù)的貢獻 原子核配

8、分函數(shù)，電子配分函數(shù)，平動配分函數(shù)，單原子理想氣體的熱力學函數(shù)，轉(zhuǎn)動配分函數(shù)，振動配分函數(shù)5分子的全配分函數(shù)6用配分函數(shù)計算反應的標準吉布斯自由能變化值和反應的平衡常數(shù) 化學平衡系統(tǒng)的公共能量標度，從自由能函數(shù)計算平衡常數(shù)，熱函函數(shù)，從配分函數(shù)求平衡常數(shù)三、各章課時分配表 章序號章內(nèi)容學時數(shù)一氣體4二熱力學第一定律8三熱力學第二定律16四多組分系統(tǒng)熱力學及其在溶液中的應用14五相平衡12六化學平衡8七統(tǒng)計熱力學基礎(chǔ)12總 計72參考書目1 韓德剛、高執(zhí)棣、高盤良，物理化學 （面向21世紀），高等教育出版社，2001 2 范康年，物理化學(第2版) 國家教委優(yōu)秀教材 (十五國家級規(guī)劃)，高等教育出版社， 2005 3 胡英，物理化學(第4版)(上，中，下) 教育部2002年全國普通高等學校優(yōu)秀教材獎一等獎，（面向21世紀）， 高等教育出版社， 19994 天津大學物理化學教研室，物理化學(第4版)(上，下) （面向21世紀）國家教委一等獎，高等教育出版社， 2001 5 胡英，物理化學參考，高等教育出版社， 2003 6 Atkins P.W.，Physical Chemistry. 6th ed. Oxford University P