物理化学(上)
分享
课程详情
课程评价
spContent=欢迎大家来到南京大学物理化学MOOC课程!在这里,你可以全面而又高效地获得南京大学物理化学基础课程国家级教学团队老师对物理化学的详细讲解和辅导,系统而又深入地学习物理化学知识,学会认识和探究化学变化的本质,建立属于你自己的化学理论体系,从而能胜任化学及相关领域科研、教学及其他工作。
—— 课程团队
课程概述

南京大学物理化学课程是首批(2003年)国家级精品课程,所在的物理化学基础课程教学团队2009年被评为国家级教学团队。编写出版的第一版至第五版《物理化学》(上、下册)教材,在国内高等院校中有非常广泛的影响力,是迄今为止累计发行和使用量最多的一套教材。其中,第一版是我国物理化学统编教材,第三版曾获国家教委优秀教材一等奖(1987年),第四版和第五版分别为教育部普通高等教育十五十二五国家级规划教材。

本课程将较为全面系统地讲授化学热力学、化学平衡、相平衡、统计热力学、化学动力学、电化学、胶体与表面化学等方面基本概念、原理和方法。

本课程主要面向高等院校大学本科生以及相关专业技术人员。通过该课程的学习,为他们今后的学习、研究和工作提供重要的化学理论基础。

本课程分上、下两个学期讲授。其中,物理化学(上)(54学时)主要包括:化学热力学、化学平衡、相平衡、统计热力学的内容。物理化学(下)(48学时)主要包括:电化学(电解质溶液、可逆电池的电动势及其应用、电解与极化作用)、化学动力学、表面物理化学、胶体分散系统和大分子溶液的内容。


授课目标

1使学生全面而又系统地掌握物理化学中的各种基本概念、原理、研究思路与方法,并能灵活运用,解决生产、生活以及科学研究中与化学相关的各种实际问题。

2学会认识和探究化学变化的本质,建立属于自己的化学理论体系;形成和建立科学的学习方法和思维习惯,提高分析问题和解决问题的能力,从而能胜任化学及相关领域科研、教学及其他工作。

课程大纲

 *本学期讲授《物理化学》上,内容为:第一章~第七章(总学时:54学时)*

 

第一章  气体(6学时)

     气体分子动理论,摩尔气体常数R,理想气体的状态图,分子运动的速率分布,分子平动能的分布,气体分子在重力场中的分布,分子的碰撞频率与平均自由程,实际气体,气液间的转变-实际气体的等温线和液化过程,压缩因子图-实际气体的有关计算,分子间的相互作用力。


 第二章  热力学第一定律(8学时)

     热力学基本概论,热平衡和热力学第零定律-温度的概念,热力学的一些基本概念,热力学第一定律,准静态过程与可逆过程、焓和热容,热力学第一定律对理想气体和实际气体的应用,热化学和赫斯定律,化学反应的进度,几种热效应,反应焓变与温度的关系-Kirchhoff定律,绝热反应-非等温反应,热力学第一定律的微观说明。


第三章  热力学第二定律(11学时)

     自发变化和热力学第二定律,Carnot定理和熵的概念,Clausius不等式与熵增加原理,热力学基本方程图T-S图,熵变的计算,熵和能量退降,热力学第二定律的本质和熵的统计意义,Helmholtz自由能和Gibbs自由能,变化的方向和平衡条件,Gibbs自由能变化的计算,几个热力学函数间的关系,热力学第三定律与规定熵,不可逆过程热力学热力学简介。


第四章  多组分系统热力学及其在溶液中的应用(10学时)

     多组分系统的组成表示法,偏摩尔量和化学势,化学势的各种表示式和标准态,多组分系统的热力学基本方程,稀熔液的两个经验定律和依数性,活度和活度因子,混合物、理想溶液和非理想溶液的特点,渗透因子和超额函数,分配定律,理想液态混合物和理想稀溶液的微观说明。


第五章  相平衡(9学时)

     相平衡中的基本概念和Gibbs相律,单组分系统相平衡,二组分系统的相图及其应用,三组分系统的相图及其应用,二级相变。


第六章  化学平衡(4学时)

     化学反应的平衡条件,化学反应的平衡常数和等温方程式,平衡常数的表示式,复相化学平衡,标准摩尔生成Gibbs自由能,温度、压力和惰性气体对化学平衡的影响,同时化学平衡,反应的耦合,近似计算,生物能学简介。


第七章  统计热力学基础(6学时)

     统计热力学的基本概念和假定,Boltzmann统计,Bose-Einstein统计和Fermi-Dirac统计,配分函数,各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献,晶体的热容问题,分子的全配分函数,用配分函数计算反应的标准摩尔Gibbs自由能变化和平衡常数。

预备知识

大学化学基础

大学数学基础

证书要求

单元测验占40%,课堂讨论占10%(参与课程讨论至少5次),单元作业占10%(参与作业互评至少5次),期末考试占40%。

按百分制计分,60分至79分为合格,80分至100分为优秀。


参考资料

1.傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编,《物理化学》(第五版,上册),高等教育出版社,2005

2.傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编,《物理化学》(第五版,下册),高等教育出版社,2006

3.孙德坤、沈文霞、姚天扬、侯文华编,《物理化学学习指导》,高等教育出版社,2007

4.侯文华、淳远、姚天扬编,《物理化学习题集》,高等教育出版社,2009