课程概述

物理化学是化学学科中的一门重要理论基础,它借助数学、物理学等基础科学的理论及实验技术,研究所有物质体系化学行为的原理、规律和方法的学科,涵盖从宏观到微观与性质的关系规律、化学过程机理及其控制。其目的不仅仅是传授知识,更重要的是获取知识的方法和思维,培养学生的创新意识和科学品德,使学生具有潜在的发展能力(即继续学习的能力、表达和应用知识的能力、发展和创造知识的能力),学会用辩证唯物主义的观点和逻辑思维去认识世界。物理化学学科经过一个半世纪的发展已形成系统的理论体系,包括研究体系的能量变化、物质的相变和化学变化方向及限度问题的化学热力学和统计热力学,研究化学反应速率与机理的化学动力学,以及研究分子结构和化学键的量子化学、结构化学,具有特殊规律的热化学、电化学、光化学、催化和胶体化学等。

预备知识

高等数学,大学物理,无机及分析化学

授课大纲

第0章 绪论

0.1 物理化学课程简介、物理化学发展简史、物理量

0.2 新形势下开课方式

0.3 考核方式

课程思政元素

学科前沿

第一章 气体

1.1 理想气体状态方程

1.2 理想气体混合物

1.3 真实气体状态方程

1.4 压缩因子和对应态原理

重点难点

Introduction of Physical Chemistry and the properties of gases

单元总结展示

课程思政元素

学科前沿

案例库

讨论

气体作业-2月26日

第二章 热力学第一定律

2.1热力学概论

2.2热力学第一定律基本概念 part I

2.2热力学第一定律

2.3 恒容热、恒压热和焓

2.4 摩尔热容

2.5 相变焓

2.6 化学反应焓变

2.7 标准摩尔反应焓变的计算

2.8 绝热可逆过程功及过程方程式

2.9 节流膨胀

2.10 卡诺循环

知识点精讲之一——热力学基本概念和术语

知识点精讲之三——-热力学第一定律

知识点精讲之四——恒容热和恒压热

知识点精讲之五——摩尔热容

知识点精讲之六——相变焓、溶解焓、稀释焓

知识点精讲之七——化学反应的焓变

知识点精讲之八——化学反应的焓变的计算

知识点精讲之九——反应焓变与温度的关系

知识点精讲之十---可逆过程

知识点精讲之十一-----可逆过程功的计算及绝热可逆过程方程式

知识点精讲之十二----节流膨胀与焦耳汤姆逊实验

重点难点之一——状态、状态函数和状态函数法

重点难点之-----可逆过程

重点难点----绝热可逆过程方程式及其功的计算

例题详解——功与过程

例题详解——功的计算

例题详解——绝热过程最高温度的计算

Part I Basic concepts of 1st law of thermodynamics

科学家生平与贡献

课程思政元素

学科前沿

案例库

讨论

单元总结展示

热一作业--2月28日

热一作业--3月3日

热一作业--3月5日

热一作业--3月7日

热一作业--3月10日

热力学第一定律单元测试

第三章 热力学第二定律

3.1 热力学第二定律

3.2 卡诺循环和卡诺定律

3.3 熵与克劳修斯不等式

3.4 单纯pVT过程及相变化的熵变计算

3.5 热力学第三定律及化学变化过程熵变的计算

3.6 赫姆霍兹函数和吉布斯函数

3.7 热力学基本方程及麦克斯韦关系式

3.8 克拉佩龙方程

单元总结展示

讨论

讨论

讨论

习题讲解视频

科学家生平与贡献

学科前沿

课程思政元素

案例库

讨论

热二作业--3月12日

热二作业--3月14日

热二作业--3月17日

热二作业-3月19日

热二作业-3月21日

热力学第二定律--单元测试

第四章 多组分系统的热力学平衡

4.1 偏摩尔量

4.2 化学势

4.3 气体组分的化学势

4.5 拉乌尔定律和亨利定律+4.6 理想液态混合物

4.7 理想稀溶液

4.8 稀溶液的依数性

讨论

单元总结展示

讨论

讨论

讨论

习题讲解视频

科学家生平与贡献

课程思政元素

学科前沿

案例库

讨论

知识拓展

多组分热力学作业-3月24日

多组分热力学作业-3月26日

多组分热力学作业-3月28日

第五章 化学平衡

5.1 化学反应的方向及平衡条件

5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数

5.3 平衡常数和平衡组成的计算

5.4 温度对标准平衡常数的影响

5.5 其它因素对理想气体反应平衡常数的影响

5.6 同时反应平衡组成的计算

5.7 真实气体反应的化学平衡

5.8 混合物和溶液中的化学平衡

讨论

单元总结展示

科学家生平与贡献

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学科前沿

案例库

讨论

化学平衡作业--3月31日

单元测验

化学平衡作业--4月2日

第六章 相平衡

6.1 相平衡简介

6.2 多相体系平衡的一般条

6.3 相律

6.4 单组分系统相图

6.5 二组分系统理想液态混合物的气-液平衡相图

6.6 二组分系统真实液态混合物的气-液平衡相图

6.7 蒸馏(精馏)原理

6.7 二组分部分互溶双液系的气液平衡相图

6.8 二组分完全不互溶双液系的气液平衡相图

6.9 二组分固态不互溶系统液固平衡相图

6.10 生成化合物的二组分凝聚系统相图

6.11 二组分固态完全互溶系统液固平衡相图

6.12 二组分固态部分互溶系统液固平衡相图

单元总结展示

讨论

习题详解视频

科学家生平与贡献

课程思政元素

学科前沿

案例库

讨论

相平衡作业--4月7日

相平衡作业--4月9日

相平衡作业--4月11日

相平衡--单元测验

诺贝尔奖项

AlphaFold开发者获2024诺贝尔化学奖

为何诺贝尔化学奖又颁给AI

参考资料

P.W.Atkins” Physical Chemistry   11th Edition  Oxford University Press                

物理化学                     南大编                          高教出版社

物理化学                     天大编                          高教出版社

物理化学                     邓景发,范康年      复旦大学出版社

物理化学                     胡英主编           高教出版社

物理化学                     傅玉英 等           大连理工出版社

物理化学核心教程             沈文霞             科学出版社

物理化学简明教程             应永嘉等           高教出版社

物理化学实验                 冯莉,石美          化工出版社

以上教材配套同步辅导教材

        部分图片、视频来自教材、网络,在此一并表示感谢!