物理化学及试验课程教学大纲.docx
- 文档编号:9570754
- 上传时间:2023-02-05
- 格式:DOCX
- 页数:39
- 大小:29.82KB
物理化学及试验课程教学大纲.docx
《物理化学及试验课程教学大纲.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理化学及试验课程教学大纲.docx(39页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
物理化学及试验课程教学大纲
楚雄师范学院化学与生命科学学院
生技技术、葡萄与葡萄酒工程专业《物理化学及实验》教学大纲
课程基本信息
课程编码:
因课程不开了,无编码。
课程名称:
物理化学及实验
课程英文名称:
PhysicalChemistryandexperiment
课程性质:
专业限选课程(化学方向课程)
使用专业:
生物技术、葡萄与葡萄酒工程专业
开课学期:
第四学期
总学分:
4学分
预修课程:
无机及分析化学。
课程性质、目的及总体要求:
第一部分:
理论课程部分,共54学时
(一)、课程的基本特性
《物理化学及实验》是四年制师范院校生物技术、葡萄葡萄酒工程专业的必修课程,共81学时,其中理论学时为54,实验学时为27,共4学分。
它是从物理现象和化学现象的联系入手,运用物理学的基本原理和方法研究化学现象和化学过程的一门学科。
(二)、《物理化学及实验》课程的教学目的:
要求学生在掌握基础的无机、有机、分析等化学基础知识的基础上,从宏观上进一步掌握热力学原理,动力学的的基本内容,表面现象的基本特征等;培养学生辩证物主义世界观,科学的方法论;培养学生理论联系实际,分析问题和解决问题的能力,进行辩证唯物主义和爱国主义的教育。
(三)、《物理化学及实验》课程教学要求:
1.理解热力学的基本原理和热力学研究的方法特点,并运用热力学原理处理相平衡和化学平衡中较基本的问题。
2.理解化学反应动力学的意义,初步掌握动力学的基本内容。
了解影响反应进度的各种因素和反应速度理论的大意;了解催化作用的特性。
3.理解电化学中电能与化学能之间的相互转化及转化过程中的规律,掌握可逆电池的热力学基本内容和不可逆电极过程的一些情况。
4.了解表面化学现象和胶体分散体系的基本特性,讨论有关性质。
5.在教学中应贯穿该学科的新成就、新动向。
教学建议
根据教学目的和要求,教学实际情况及学生的接受能力确定教学内容。
(一)教学内容要保证学生理解和掌握物理化学的基本理论、方法及特点。
1.精选教学内容。
教学内容要有代表性。
做到少而精的原则。
2.对所选内容分清主次,在注意系统性的前提下,着重讲解重点、难点,指出知识的内在联系与区别,培养学生自学能力。
(二)注意理论联系实际
1.在教学内容的安排和讲授过程中,要引导学生联系无机化学、有机化学的一些基本知识和规律。
提高认识,加深理解和指导学生运用物理化学理论知识。
2.联系科研生产实际,适当介绍现代科研成果及其应用的发展前景,从中学习科学研究方法,介绍用物理化学理论解决生产实际的例子,培养学生分析和解决实际问题的能力。
几点说明
1.本课程教学用到较多的数学知识,但耍弄清数学仅仅是物理模型的表达式,要为物理概念服务。
正确估计数学在教学中的地位又要重视物理概念的重要性,处理好二者的关系。
2.选用教材见后面。
章节教学内容的安排
本课程总学时为54学,一学期完成,具体分配如下。
章节内容讲授学时习题及讨论学时
绪论1
第一章热力学第一定律(补充气体)52
第二章热力学第二定律52
第三章多组分系统热力学及其在溶液中的应用2
第四章相平衡4
第五章化学平衡4
第七章电解质溶液4
第八章可逆电池的电动势及其应用4
第九章电解与极化作用4
第十章化学动力学基础52
第十一章表面物理化学4
第十二章胶体分散体系和大分子溶液4
机动2
绪论(1课时)
本章介绍物理化学研究对象及意义、方法和学习目的,物理化学学科发展情况,物理化学学习方法。
主要内容:
0.1物理化学研究对象及其重要意义
0.2物理化学研究方法
0.3.学习物理化学的方法
各节内容的教学要求
第一节物理化学研究对象及其重要意义(0.5课时)
[教学要求]
了解:
物理化学研究对象,研究目的。
物理化学与其它学科的相互关系。
[主要内容]
1.1物理化学研究对象及其重要意义
第二节物理化学研究方法(0.25课时)
[教学要求]
了解:
物理化学研究方法、手段,物理化学学科的发展历史。
[主要内容]
0.2物理化学研究方法
第三节学习物理化学的方法(0.25课时)
了解:
物理化学的学习方法简介,参考书。
主要内容:
0.3学习物理化学的方法
第一章热力学第一定律(6课时)
本章介绍热力学概论、热力学第一定律、热化学。
重点掌握系统和环境、状态和状态性质、过程和途径,热力学平衡等基本概念;理解内能和焓是温度的状态函数,熟知功与热正负号的取号惯例;准静态过程与可逆过程的意义;熟练应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的ΔU、ΔH、Q及W,能熟练地应用生成焓、燃烧焓等数据求算常温下的反应热。
了解实际气体的节流膨胀。
主要内容:
(一)热力学概论
1.1热力学的研究对象
1.2几个基本概念
(二)热力学第一定律
1.3能量守恒——热力学第一定律
1.4体积功
1.5定容及定压下的热
1.6理想气体的内能和焓
1.7热容
1.8理想气体的绝热过程
1.9*实际气体的节流膨胀
(三)热化学
1.10化学反应的热效应
1.11生成焓及燃烧焓
1.12反应热与温度的关系——基尔霍夫方程
第一节热力学的研究对象(0.5课时)
[教学要求]
了解:
热力学研究对象,研究目的和方法。
[主要内容]
1.热力学的研究对象
第二节几个基本概念(1课时)
[教学要求]
理解:
系统和环境、状态和状态性质、过程和途径等基本概念。
掌握:
会判定热力学系统,那些量是容量性质或强度性质
[主要内容]
1.系统和环境
2.状态和状态性质
3.过程和途径
4.热力学平衡
第三节热力学第一定律(2课时)
[教学要求]
了解:
热力学第一定律与热功当量的关系。
理解:
内能、功和热基本概念。
掌握:
热力学第一定律的定义、数学表达式;功与热正负号的取号。
[主要内容]
1.内能
2.功和热
3.热力学第一定律的数学表达式
第四节体积功(1课时)
[教学要求]
了解:
可逆过程与不可逆过程的区别,可逆过程的特征。
理解:
内能、功和热、热容等基本概念。
掌握:
各种过程体积功的计算式。
灵活应用:
等温情况下真空膨胀、恒外压、可逆过程体积功、可逆相变的体积功的计算;
[主要内容]
1.体积功
2.可逆过程与不可逆过程
3.可逆相变的体积功
第五节定容及定压下的热(0.5课时)
[教学要求]
理解:
定容及定压下的热。
掌握:
定容及定压下的热与内能和焓关系的计算式。
[主要内容]
1.定容及定压下的热
第六节理想气体的内能和焓(0.5课时)
[教学要求]
了解:
焦尔实验。
理解:
内能和焓是温度的状态函数。
[主要内容]
1.理想气体的内能和焓
第七节热容(0.5课时)
[教学要求]
了解:
定容热容和定压热容的定义与表示,热容与温度的关系。
理解:
理想气体双原子分子和多原子分子的摩尔热容。
掌握:
定容热容和定压热容之间的关系
[主要内容]
1.定容热容和定压热容
2.理想气体的热容
3.热容与温度的关系
第八节理想气体的绝热过程(1课时)
[教学要求]
了解:
绝热过程与等温过程的比较。
掌握:
绝热可逆过程的三个方程,绝热过程功的计算式。
[主要内容]
1.理想气体的绝热过程
第九节实际气体的节流膨胀(选讲)
第十节化学反应的热效应(1课时)
[教学要求]
了解:
热化学方程式的写法。
理解:
定容反应热和定压反应热、反应进度等基本概念。
掌握:
反应进度的计算,反应热的测量。
[主要内容]
1.化学反应的热效应
2.定容反应热和定压反应热
3.反应进度
4.热化学方程式的写法
5.反应热的测量
第十一节生成焓及燃烧焓(1课时)
[教学要求]
理解:
标准生成热及燃烧热等基本概念。
掌握:
利用标准生成热及燃烧热计算反应热公式。
[主要内容]
1.标准摩尔生成焓
2.标准摩尔燃烧焓
第十二节反应热与温度的关系——基尔霍夫方程(0.5课时)
[教学要求]
了解:
基尔霍夫方程推导及应用
[主要内容]
1.基尔霍夫方程
第二章热力学第二定律(9课时)
本章介绍热力学第二定律的应用、熵、功函、自由能等概念的引入,熵、功函和自由能的计算。
重点掌握热力学函数ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔA的计算方法,并学会利用它们来判断变化的方向和平衡条件。
理解热力学第二定律的表述及意义,熵、功函、自由能等函数,克劳修斯不等式的重要性;了解自发过程的共同特征,热力学第三定律和熵的统计意义。
难点是各种过程中热力学函数的计算方法及方向判断。
主要内容:
2.1自发过程的共同特征
2.2热力学第二定律经典表述
2.3.卡诺循环与卡诺定律
2.4熵的概念
2.5熵变的计算及其应用
2.6熵的物理意义及规定熵的计算
2.7亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能
2.8热力学函数的一些重要关系式
2.9ΔG的计算
第一节自发过程的共同特征(0.5课时)
[教学要求]
了解:
热力学第二定律需要解决的问题。
理解:
自发过程、非自发过程等基本概念。
[主要内容]
1.理想气体向真空膨胀
2.热由高温物体传向低温物体
3.镉放入氯化铅溶液变成氯化镉溶液和铅
第二节热力学第二定律经典表述(0.5课时)
[教学要求]
掌握:
热力学第二定律的几种表述
[主要内容]
1.热力学第二定律经典表述
第三节卡诺循环与卡诺定律(0.5课时)
[教学要求]
了解:
卡诺热机工作原理。
理解:
卡诺循环和卡诺热机、热机效率。
掌握:
卡诺循环由那几步构成。
[主要内容]
1.卡诺循环与卡诺定律
第四节熵的概念(1课时)
[教学要求]
了解:
熵函数的引出。
理解:
热温熵、熵、不可逆过程与可逆过程的熵,熵增原理等概念。
掌握:
Clausius不等式的含义
[主要内容]
1.可逆过程的热温熵及熵函数的引出
2.不可逆过程的热温熵
3.热力学第二定律的数学表达式——克劳修斯不等式
第五节熵变的计算及其应用(2课时)
[教学要求]
了解:
非正常相变过程中的熵变计算。
理解:
正常相变、非正常相变。
掌握:
等温、等压或变温等容过程、正常相变过程、化学反应中熵变的计算公式。
灵活应用:
等温、等压或变温等容过程、正常相变过程、化学反应中熵变的计算。
[主要内容]
1.定温过程的熵变
2.定压或定容变温过程的熵变
3.相变化的熵变
第六节熵的物理意义及规定熵的计算(0.5课时)
[教学要求]
了解:
热力学第三定律及规定熵的计算。
理解:
混乱度。
掌握:
熵的物理意义。
[主要内容]
1.宏观状态与微观状态
2.熵是系统混凝乱度的度量
3.热力学第三完整律及规定熵的计算
第七节亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能(1课时)
[教学要求]
了解:
亥姆霍兹自由能(功函)和吉布斯自由能(自由能)的引出。
理解:
功函、自由能的物理意义。
掌握:
功函、自由能计算公式。
[主要内容]
1.定温定容的系统——亥姆霍兹自由能A的引出
2.定温定压的系统——吉布斯函数G的引出
第八节热力学函数的一些重要关系式(1课时)
[教学要求]
了解:
热力学函数间的关系、热力学的基本公式、Maxwell关系式。
[主要内容]
1.热力学函数之间的关系
2.热力学的基本公式
3.麦克斯韦关系式
第九节ΔG的计算(2课时)
[教学要求]
了解:
非正常相变过程中的ΔG计算,吉布斯——亥姆霍兹公式。
掌握:
简单状态变化中等温过程、化学变化过程、正常相变过程中的ΔG计算。
[主要内容]
1.简单状态变化的定温过程的ΔG
2.物质发生相变过程的ΔG
3.化学反应的ΔG
4.ΔG随温度变化——吉布斯——亥姆霍兹公式
第三章化学势(3课时)
本章介绍偏摩尔量、化学势的概念及应用。
重点掌握偏摩尔量、化学势的表示形式,化学势在相平衡中的应用,稀溶液的依数性,稀溶液的两个重要经验定律;了解理想稀溶液、稀溶液、非理想溶液中任一组分的化学势表示式。
难点是理想稀溶液、稀溶液、非理想溶液化学势的表示式。
主要内容:
3.1偏摩尔量
3.2化学势
3.3.气体物质的化学势
3.4理想液态混合物中物质的化学势
3.5理想稀溶液中物质的化学势
3.6不挥发溶质理想稀溶液的依数性
3.7非理想多组分系统中物质的化学势
第一节偏摩尔量(0.5课时)
[教学要求]
了解:
偏摩尔量的集合公式。
理解:
偏摩尔量的概念。
掌握:
偏摩尔量的表达式。
[主要内容]
1.偏摩尔量的定义
2.偏摩尔量的集合公式
第二节化学势(0.5课时)
[教学要求]
了解:
化学势的物理意义。
理解:
化学势的定义。
掌握:
化学势的表示法以及化学势在多相平衡、化学平衡中的应用。
[主要内容]
1.化学势的定义
2.化学势在多相平衡中的应用
3.化学势在化学平衡中的应用
第三节气体物质的化学势(0.5课时)
[教学要求]
了解:
实际气体的化学势。
理解:
理想气体的化学势、混合气体的化学势的定义。
[主要内容]
1.纯组分理想气体的化学势
2.理想气体混合物的化学势
3.实际气体的化学势
第四节理想溶液中物质的化学势(0.25课时)
[教学要求]
理解:
拉乌尔定律、理想溶液。
掌握:
理想溶液的特点
灵活应用:
拉乌尔定律的应用计算
[主要内容]
1.拉乌尔定律
2.理想液态混合物的定义
3.理想液态混合物中物质的化学势
第五节理想稀溶液中物质的化学势(0.5课时)
[教学要求]
了解:
稀溶液中物质的化学势的表示式。
理解:
亨利定律、稀溶液。
灵活应用:
亨利定律的应用计算
[主要内容]
1.亨利定律
2.理想稀溶液的定义
3.理想稀溶液中物质的化学势
第六节不挥发溶质理想稀溶液的依数性(1课时)
[教学要求]
了解:
蒸气压降低、凝固点降低、沸点升高、渗透压公式推导过程。
理解:
依数性、凝固点降低常数、沸点升高常数。
灵活应用:
凝固点降低、沸点升高公式计算溶质的摩尔质量。
[主要内容]
1.凝固点降低
2.渗透压
第七节非理想溶液中物质的化学势(0.25课时)
[教学要求]
了解:
实际溶液对理想溶液的偏差,非理想溶液中物质的化学势及活度概念。
[主要内容]
1.实际液态混合物对理想液态混合物的偏差
2.非理想液态混合物中物质的化学势及活度的概念
3.非理想溶液中物质的化学势及活度
4.活度求算
第四章化学平衡(5课时)
本章介绍各种化学平衡常数的表示法、平衡常数和平衡混合物组成的计算,讨论各种因素对化学平衡常数的影响;重点掌握Kp、Kx和Kc间的表示及关系,计算方法,理解化学反应等温方程式的意义及应用,ΔG0意义,如何由ΔG0估计反应的可能性。
了解平衡常数与温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响。
主要内容:
4.1化学反应的方向和限度
4.2反应的标准吉布斯函数变化
4.3.平衡常数的各种表示法
4.4平衡常数的实验测定
4.5温度对平衡常数的影响
4.6其它因素对化学平衡的影响
第一节化学反应的方向和限度(0.5课时)
[教学要求]
了解:
化学反应存在限度,化学反应的等温方程式的推导。
掌握:
化学反应的等温方程以及如何判断反应方向。
[主要内容]
1.化学反应的限度
2.反应系统的吉布斯函数
3.化学反应的平衡常数和等温方程
第二节反应的标准吉布斯自由能变化(0.5课时)
[教学要求]
掌握:
化学反应ΔrGm与ΔrGm*的关系。
反应的ΔrGm*和标准平衡常数的求算方法。
[主要内容]
1.化学反应的ΔrGm与ΔrGm0
2.物质有标准生成吉布斯函数
3.反应的ΔrGm0和标准平衡常数的求算
第三节平衡常数的各种表示法(1课时)
[教学要求]
了解:
各种平衡常数的量纲。
理解:
标准平衡常数、平衡常数
掌握:
平衡常数的各种表示法,Kp、Kc、Kx、Kn间的关系。
标准平衡常数的求算方法,平衡常数与反应方程式写法的关系。
[主要内容]
1.气相反应
2.液相反应
3.复相反应
4.平衡常数与反应方程式写法的关系
第四节平衡常数的实验测定(1课时)
[教学要求]
理解:
平衡常数的实验测定法。
掌握:
通过实验测定标准平衡常数。
[主要内容]
1.平衡常数的实验测定
第五节温度对平衡常数的影响(1课时)
[教学要求]
理解:
温度对平衡常数的影响。
掌握:
已知某一温度时标准平衡常数计算另一温度的标准平衡常数的公式。
[主要内容]
温度对平衡常数的影响
第六节其它因素对化学平衡的影响(1课时)
[教学要求]
理解:
平衡转化率、产率。
掌握:
压力、惰气对平衡常数的影响。
[主要内容]
1.压力的影响
2.惰性气体的影响
第五章多相平衡(5课时)
本章介绍各种相律、典型的相图。
重点掌握单组分体系水的相图;理解相、物种数、组分数、自由度的概念;了解相律的推导过程及其在相图中的应用,了解克劳修斯—克拉佩龙方程,溶解度法和热分析法绘制相图原理,了解二组分完全互溶的双液系、部分互溶的双液系、完全不互溶的双液和简单低共熔体系的固-液体系的相图。
主要内容:
5.1相律
5.2克劳修斯—克拉佩龙方程
5.3.水的相图
5.4完全互溶的双液系
*5.5部分互溶的双液系
*5.6*完全不互溶的双液
5.7简单低共熔体系的固-液体系
*5.8有化合物生成的固—液体系统
第一节相律(1.5课时)
[教学要求]
了解:
相律的推导过程
理解:
相、物种数、组分数、自由度、单组分体系等概念。
掌握:
熟练使用相律公式,学会计算组分数、自由度。
[主要内容]
1.几个基本概念
2.相律的推导
第二节克劳修斯—克拉佩龙方程(0.5课时)
[教学要求]
了解:
克劳修斯—克拉佩龙方程的推导及计算。
[主要内容]
1.液气平衡
2.固气平衡
3.固液平衡
第三节水的相图(1课时)
[教学要求]
了解:
水的相图的绘制,二组分系统相律表示式。
理解:
点、线、面、三相点、冰点等概念。
掌握:
水的相图的应用。
[主要内容]
1.水的相图
第四节完全互溶的双液系(1课时)
[教学要求]
了解:
P-X、T-X的绘制,完全互溶的双液系的三种类型、杠杆规则。
理解:
极大偏差、极小偏差、恒沸点化合物等概念。
掌握:
纯乙醇的提纯原理。
[主要内容]
1.蒸气压—组成图
2.沸点—组成图
3.杠杆定律
第五节部分互溶的双液系(选讲)
第六节完全不互溶的双液(选讲))
第七节简单低共熔混合物的固-液系统(1课时)
[教学要求]
了解:
溶解度法、热分析法绘制水—盐及合金体系相图并学会分析相图。
理解:
低共熔物、低共熔点等概念。
[主要内容]
1.水—盐系统相图
2.热分析法绘制相图
第八节有化合物生成的固—液体系统(选讲)
第六章电化学(10课时)
本章介绍各种电解质溶液、可逆电池电动势、不可逆电极过程等内容。
重点掌握电解质的离子平均活度系数的意义及其计算方法,可逆电池的书写方法及电极电势的取号,能应用标准电极电位表计算其电池反应的电动势;理解离子析出电位的计算方法,能由析出电位判断离子析出反应的顺序,理解离子独立移动定律及电导测定的一些应用。
了解电导率、摩尔电导率的意义及与溶液浓度的关系,了解强电解质溶液理论,会使用德拜-休格尔的极限公式,了解迁移数的意义及与摩尔电导率、离子迁移率之间的关系。
了解分解电压、极化作用的原因以及超电势在电解中的作用,金属电化学腐蚀机理和防护的方法。
了解化学电源的类型及应用。
主要内容:
6.1离子的迁移
6.2电解质溶液的电导
6.3.电导测定的应用示例
6.4强电解质的活度和活度系数
*6.5强电解质溶液理论简介
6.6可逆电池
6.7可逆电池热力学
6.8电极电势
6.9由电极电势计算电池电动势
6.10电极电势及电池电动势的应用
6.11电极的极化
6.12电解时的电极反应
6.13金属的腐蚀与防护
*6.14化学电源简介
第一节离子的迁移(1课时)
[教学要求]
了解:
导体的分类
理解:
导体、电解池、原电池、法拉第定律、离子迁移数等概念。
掌握:
法拉第定律公式。
[主要内容]
1.电解质溶液电导机理
2.法拉第定律
3.离子迁移数
第二节电解质溶液的电导(0.5课时)
[教学要求]
了解:
电导的测定、电导率、摩尔电导率的意义及与溶液浓度的关系柯尔劳许方程。
理解:
电导、电导率、摩尔电导率、原电池等概念。
掌握:
柯尔劳许方程。
[主要内容]
1.电导、电导率和摩尔电导率
2.电导的测定
3.电导率和摩尔电导率随浓度的变化
4.离子独立移动定律及离子摩尔电导率
第三节电导测定的应用(0.5课时)
[教学要求]
了解:
电导滴定的方法。
理解:
电离常数、电离度、电导滴定等概念。
掌握:
学会计算弱电解质的电离度、电离常数。
[主要内容]
1.求算弱电解质的电离度及电离平衡常数
2.求算微溶盐的溶解度和溶度积
3.电导滴定
第四节强电解质溶液的活度和活度系数(1课时)
[教学要求]
了解:
影响离子平均活度系数的因素。
理解:
活度、活度系数、离子强度等概念。
掌握:
学会计算活度、离子强度。
[主要内容]
1.溶液中离子的活度和活度系数
2.影响离子平均活度系数的因素
第五节强电解质溶液理论简介(选讲)
第六节可逆电池(1课时)
[教学要求]
了解:
可逆电池种类、电池电动势的计算、标准电池的构造。
理解:
可逆电池、盐桥、等概念。
掌握:
电极反应的书写和电池表示法,将反应设计成电池。
[主要内容]
1.可逆电池必须具备的条件
2.可逆电极的种类
3.电池电动势的测定
4.电池表示式
第七节可逆电池热力学(0.5课时)
[教学要求]
1.理解:
温度系数等概念。
2.掌握:
标准电动势的测定和计算,电池反应热力学量与电池电动势的关系。
[主要内容]
1.可逆电池电动势与浓度的关系
2.电动势E及其温度系数与电池反应热力学量的关系
3.离子的热力学量
第八节电极电势(0.5课时)
[教学要求]
1.了解:
电极电势的数值和符号规定。
2.理解:
标准氢电极、参比电极、等概念。
3.掌握:
学会应用电极电势的能斯特公式。
[主要内容]
1.电池电动势产生的机理
2.电极电势
第九节由电极电势计算电池电动势(0.5课时)
[教学要求]
了解:
单液化学电池、双液化学电池、单液浓差电池、双液浓差电池。
[主要内容]
1.单液化学电池
2.双液化学电池
3.单液浓差电池
4.双联浓差电池
第十节电极电势及电池电动势的应用(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理化学 试验 课程 教学大纲