物理化学
（Physical Chemistry）
课程编号：0707900 0707910 开课学期：第4-5学期 本课程课内总学时数：90 本课程课外总学时数：0 学分：5
一、教学对象
本大纲适用于化学专业本科。 二、教学目的
物理化学是化学专业的一门基础理论课。本课程的目的是在已学习过的一些先行课的基础上，运用物理和数学的有关理论和方法进一步研究化学运动的普遍规律。
通过物理化学的教学，使学生了解和掌握化学学科的基本原理，培养学生的理论思维能力，为将来进行教学和科学研究打下扎实的理论基础。
三、教学要求
本课程主要包括化学热力学、统计热力学、化学动力学、电化学、表面化学等五大内容。通过教学的各个环节必须使学生达到各章所提出的基本要求。
为了培养学生的独立工作能力，讲授内容要分清主次，在注重系统性的原则下，着重讲解教材的重点和难点。在教授方法上，要注重逻辑思路、理论联系实际。表面现象一章的大部分内容可由学生自学而达到教学的目的要求；统计热力学初步一章主要给学生讲清统计热力学的最基本方法，怎样把宏观性质与微观性质联系起来，内容上不做统一要求；第一章气体为选学内容，与先行课程重复，可根据具体情况适当安排一些练习以巩固或加深过去所学过的知识。
习题课是重要的教学环节，教师必须予以重视。
讲授时要注意国家颁布的法定计量单位和符号系统。 四、教学内容 绪论（1学时）
着重阐明物理化学的意义，介绍物理化学的学习方法。 基本内容：
1. 物理化学的基本内容简介 2. 物理化学发展史 3. 学习物理化学的意义
4. 学习物理化学的一般科学方法 第一章 气体（自学） 第二章 热力学第一定律（13学时）
通过本章的教学使学生初步了解热力学方法的特点，掌握状态、状态函数、可逆过程等基本概念，理解状态函数的性质，理解热力学第一定律并能应用于物理化学过程，能熟练地对热化学和理想气体几种过程中的功和热进行计算。
基本要求：
1.必须使学生准确掌握热力学的基本概念。
2.应使学生知道热、功和热力学能这三者的区别和联系。 3.必须使学生充分理解状态函数的意义及其数学特性。 4.明确焓的定义及意义。 5.明确可逆过程及意义。
6.较熟练地应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等容、等压和绝热过程中ΔU、ΔH、Q和W的计算。
(1) 能熟练应用生成焓，燃烧热来计算反应热。会应用Hess定律和Kirchhoff定律。
(2)了解Carnot循环的应用意义以及理想气体在诸过程的热和功的计算。
基本内容：
（一）热力学的概念和热力学的基本概念 1. 热力学的目的、内容、方法与局限性 2. 系统与环境 3. 系统的状态的性质（状态、广度性质、强度性质） 4. 过程和途径（等温过程、等压过程、等容过程、相变过程、绝热过程、循环过程、化学过程）
5. 状态函数的全微分性质 6. 热平衡和热力学第零定律—温度的概念 （二）热和功 1. 热
2. 功（体积功和非体积功，功的一般计算公式，体积功的计算） （三）热力学第一定律
1. 热力学能
2. 热力学第一定律文字表述和数字表达式 （四）焓（等压热，等容热，焓的定义）
（五）热容（Cp、Cv及其相应关系，Cp与温度的关系），热量的计算。
（六）准静态过程与可逆过程（概念，功的计算） （七）热力学第一定律对理想气体的应用
1. 理想气体的热力学能和焓，Gay-Lussac-Joule实验 2. 理想气体ΔU和ΔH的计算 3. 理想气体Cp与Cv的关系 4. 理想气体的等温可逆过程
5. 绝热过程的功和过程方程式（与等温过程功的比较） 6. 理想气体的Carnot循环
（八）热力学第一定律对相变的应用（相变焓—补充内容） （九）热力学第一定律对实际气体的应用（Joule-Thomson效应） 1. Joule-Thomson实验 2. 焦—汤系数及倒转温度 3. 气体的液化
4. 实际气体的热力学能和焓
（十）热力学第一定律对化学反应过程的应用
1. 化学反应的热效应（等压热效应，等容热效应，反应进度和热化学方程式，化学反应热效应的表示）
2. Hess定律
3. 化学反应热效应的计算（生成焓、标准生成焓、燃烧焓、离子生成焓、键焓）
4. 反应热效应与温度的关系（Kirchhoff定律，非等温反应和绝热反应热效应的计算）
重点与难点：热力学的基本概念；热力学第一定律及应用；Hess定律及化学反应热效应的计算；反应热效应与温度的关系。
第三章 热力学第二定律（12学时） 本章主要讨论系统的过程方向与限度。熵与熵增加原理是本章的难点。熵的统计意义能使学生初步理解熵与第二定律的微观含义。热力学第三定律为以后计算物质的熵值与其他热力学函数提供根据。由于化学反应一般可控制在恒温恒压下进行，所以Gibbs自由能的使用也是本章的重要内容之一。
物理化学教学大纲
