__物理化学_______ 教学大纲

一、课程信息

课程名称：物理化学

课程编号：103000028

课程形式：理论课（含实验、实训）

课程平台：专业教育平台

课程类别：学科基础课

课程性质：必修课

学时学分：64学时（理论42学时、实践16学时、指导自学6学时），3.5学分

开设学期：第4学期

开课单位：药学院基础化学教研室

主讲教师：孙波、杨晶、苗艳平

授课对象：制药工程

先修课程：无机化学、有机化学、分析化学、高等数学和物理

课程考核: 期末考试（闭卷）占60％，作业及平时成绩占10％，期中考试占10％，实验成绩占30％。

二、课程目标

制药工程本专业培养德、智、体等方面全面发展，具备制药工程方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在制药及相关领域从事药品研发、生产技术、工程设计、质量控制、技术革新及管理经营等方面的能适应制药工业发展的制药工程专门人才。

1、思政目标

    通过物理化学课程教育，尽最大可能地让学生参与实验，探究学习，培养学生自主学习的习惯。使学生在发现问题，寻找答案，解决问题的过程中，体验到成功的喜悦，专研的精神，激发学生的兴趣。把科学的探索精神深入到学生心中，随时保持一颗发现科学，探索科学的敏感之心，并结合持之以恒、吃苦耐劳的精神真正的实践行动起来。

2、知识目标

《物理化学》是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化基本规律的一门科学，其原理、研究方法及结论普遍适用与化学相关的各个专业。物理化学的内容非常广泛，根据中医院校对本课程的要求，选定化学热力学、相平衡、化学动力学作为理论课和实验课的基本内容。通过物理化学课程的学习，使学生比较牢固地掌握物理化学的基本概念、基本原理及方法，同时还应使学生得到科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。

3、能力目标

通过整个课程的学习，学生应了解怎样从试验结果出发，进行归纳和演绎而上升为理论，并结合具体条件应用理论解决实际问题。

三、课程具体目标、内容和要求

绪论

1、目的要求

（1）了解物理化学在医药中的地位和作用； 

（2）了解物理化学的学习方法和物理化学的研究方法。

2、教学内容

（1）物理化学的研究对象和内容。

（2）物理化学的研究方法。

（3）物理化学在医药领域的作用。

（4）物理化学的学习方法。

（5）课程介绍。

（6）参考书目。

第一章  热力学第一定律和热化学

1、目的要求

（1）能举简单实例说明热力学的研究对象、内容和方法；

（2）会区分不同体系和判断不同体系，能够分清体系与环境的关系，能够判断体系的性质属于哪类性质（容量性质和强度性质），会热力学平衡态需满足的条件，会状态函数的几个特征及状态函数的判定依据，会过程和途径的定义及几种典型热力学过程的计算，会热量和功的定义与性质，针对简单的热力学过程会计算Q、W、ΔU和ΔH，会准静态过程的定义、特征并会判定准静态过程，能举简单实例说明可逆过程和不可逆过程的定义、特征，并会针对简单的可逆过程和不可逆过程进行热力学计算；

（3）会热力学第一定律的文字叙述、各个量的物理意义和数学表达式，会用热力学第一定律进行简单热力学计算；

（4）会焓的定义式、物理意义及简单热力学计算中焓变的计算，会几种热容的定义式和物理意义并会运用热容进行简单热力学计算；

（5）会Cp和Cv的关系，会热力学第一定律对理想气体的应用(焦耳实验)，会理想气体几种简单热力学过程如等温过程、等压过程、等容过程中有关Q、W、ΔU和ΔH的计算问题，会简单的可逆过程和不可逆过程中Q、W、ΔU和ΔH的计算问题。

2、教学内容

（1）热力学的研究对象、内容和方法；

（2）热力学基本概念：体系与环境、体系的性质（容量性质和强度性质）、状态和状态函数、过程和途径、热量和功的定义与性质、准静态过程、可逆过程和不可逆过程；

（3）热力学第一定律与内能；

（4）焓和热容；

（5）热力学第一定律对理想气体的应用(焦耳实验、Cp和Cv的关系)；理想气体几种简单热力学过程的有关计算问题。

3、教学方法与教学手段

启发式教学，多媒体辅助讲授，案例式教学，练习法、讨论法等相结合

第二章  热力学第二定律

1、目的要求

（1）能举例说明和判断自发过程的定义、方向、限度和共同特征；

（2）会热力学第二定律经验叙述（经典表述）Clausius说法及Kelvin说法；

（3）会热力学第二定律的数学表述—Clausius不等式的意义及应用（用作特殊判据、熵增原理及其推论的引出）；

（4）会计算简单变化过程、可逆相变和不可逆相变的熵变，并会根据不可逆相变过程设计可逆相变；

（5）会热力学第二定律的本质——熵的概念及统计意义，并会从统计学角度阐述自发过程的方向、限度及热、功交换不可逆性的本质；

（7）会Helmholz函数与Gibbs函数的定义式、推导过程及简单应用；

（8）记住热力学状态函数之间的基本关系式及衍生公式和麦克斯韦关系式；

（9）会偏摩尔量与化学势的定义、物理意义，理想气体与理想双液系各组分化学位的计算公式；

（10）会热力学第三定律的文字叙述、数学表达式及运用热三律进行简单计算。

2、教学内容

（1）自发过程的定义、方向、限度和共同特征；

（2）热力学第二定律经验叙述（经典表述）：Clausius说法及Kelvin说法；

（3）热力学第二定律的数学表述—Clausius不等式的意义及应用（用作特殊判据、熵增原理及其推论的引出）；

（4）熵变的计算；

（5）第二定律的本质——熵的概念及统计意义（热、功交换不可逆性的本质）；

（7） Helmholz函数与Gibbs函数的概念及简单应用；

（8）热力学状态函数之间的基本关系式；

（9）多组分体系热力学：偏摩尔量与化学势的定义；

（10）热力学第三定律。

3、教学方法与教学手段

启发式教学，多媒体辅助讲授，案例式教学，练习法、讨论法等相结合

第三章  相平衡

1、目的要求

（1）会相、物种数、独立组分数、自由度数这些基本概念及物理意义并会根据体系判断物种数、独立组分数，会相律公式并会运用相律公式进行相关计算；

（2）会Clapeyron方程、Clapeyron-Clausius方程的定义式、物理意义及应用这些式子进行相关计算；会单组分体系：水的相图的物理意义并会运用相律公式进行相图分析；

（3）会根据数据绘制二组分体系气—液平衡：完全互溶理想溶液的P-x-y图和T-x-y图并会分析相图、会绘制完全互溶非理想溶液的P-x-y图和T-x-y图并进行相图分析；

（4）会杠杆规则表达式并会运用杠杆规则进行计算；

（5）会结合相图分析精馏原理；

（6）会三组分体系等边三角形坐标表示法、特征及用等边三角形坐标表示法分析萃取原理。

2、教学内容

（1）相律：相、物种数、独立组分数、自由度数、相律；

（2）单组分体系：水的相图、Clapeyron方程、Clapeyron-Clausius方程的物理意义及应用；

（3）二组分体系气—液平衡：完全互溶理想溶液的P-x-y图和T-x-y图、完全

互溶非理想溶液的P-x-y图和T-x-y图；

（4）杠杆规则；

（5）精馏原理；

（6）三组分体系及其应用（萃取）。

3、教学方法与教学手段

启发式教学，多媒体辅助讲授，案例式教学，练习法、讨论法等相结合

第四章  化学动力学

1、目的要求

（1）会基本概念：反应级数和反应分子数、基元反应、简单反应、复杂反应、反应机理、反应进度的定义式、物理意义及简单计算；

（2）会化学反应速度的表示方法；

（3）会根据反应应用质量作用定律写出微分速率方程、会简单级数反应零级反应、以及一级反应的微分速率方程并会进行积分，会分析动力学模型及其特征；

（4）会浓度对反应速度影响的规律；

（5）会范特霍夫规则的表达式，会阿累尼乌斯公式表示形式、各个量的物理意义及进行简单计算；

（6）会溶剂的介电常数、溶剂的极性、溶剂化效应、离子强度（或原盐效应）和pH值对反应速率的影响；

（7）会催化作用基本概念、基本特征和反应类型这些基本概念。

2、教学内容

（1）基本概念：反应级数和反应分子数、基元反应、简单反应、复杂反应、反应机理、反应进度；

（2）化学反应速度的表示方法；

（3）简单反应的质量作用定律、微分速率方程、动力学模型及其特征；

（4）浓度对反应速度的影响；

（5）温度对反应速度的影响：范特霍夫规则、阿累尼乌斯公式表示形式及计算式、活化能；

（6）溶剂对反应速率的影响：溶剂的介电常数、溶剂的极性、溶剂化效应、离子强度（或原盐效应）和pH值对反应速率的影响；

（7）催化作用基本概念、基本特征和反应类型（均相催化和非均相催化反应类型简介）。

3、教学方法与教学手段

启发式教学，多媒体辅助讲授，案例式教学，练习法、讨论法等相结合

《物理化学》实验

实验一 三组分液—液体系的相图

一、实验性质：验证性实验

二、实验目的要求：

1、 测绘苯—水—乙醇三组分体系的相图。

2、 熟悉杠杆规则的应用。

3、 了解三角形相图的应用。

4、 用溶解度法绘制有一对共轭溶液的三组分相图(溶解度曲线和连结线)。

三、主要实验内容：

1、测定互溶度曲线

2、连结线的测定

四、主要仪器设备：

托盘天平，烧杯（50ml），酸式滴定管（25ml），刻度移液管（5ml），刻度移液管（2ml），刻度移液管（1ml），碘量瓶（50ml），锥形瓶（15ml），分液漏斗（125ml）。

五、学时分配：4学时

实验二 蔗糖的转化

一、实验性质：验证性实验

二、实验目的要求：

1、 根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数和半衰期，并验证为一级反应。

2、 了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法。

三、主要实验内容：

1、了解和熟悉旋光仪的构造和使用注意事项

2、旋光仪零点的校正

3、蔗糖水解过程中αt的测定

4、α∞的测定

四、主要仪器设备：

旋光仪，秒表，烧杯（50ml），烧杯（250ml），容量瓶（50ml），移液管（25ml），托盘天平，温度计（0-100℃）。

五、学时分配：4学时

实验三  硫酸链霉素水解的研究

一、实验性质：综合性实验

二、实验目的要求：

1、通过实验了解与掌握药物水解反应的特征；

2、测定反应速度常数和反应活化能；

3、掌握T6-型分光光度计的使用方法；

4、本实验为能力培养实验，即让学生根据相关的参考文献及要求，设计实验方案，并详细写出操作步骤。

三、主要实验内容:

1、测定反应t时间的消光值Et；

2、测定E∞。

四、主要仪器设备：

T6型分光光度计，水浴锅，锥形瓶（150ml），碘量瓶（50ml），秒表，移液管（20ml），移液管（5ml），烧杯（500ml），量筒（100ml）。

五、学时分配：8学时

四、课程实施和建议

（一）教学方法

    课堂讲授，多媒体辅助讲授，pbl教学法，网络教学法，小组讨论的合作式学习。

（二）评价方式

    期中测试、单元测试、期末考核、形成性评价相结合

（三）教学资源基本要求

 理论课教材选用：

《物理化学》，刘幸平、刘雄主编，中国中医药出版社，2016年第4版

理论课参考资料：

1、《物理化学》，付献彩编著，高等教育出版社，1989年，

2、《物理化学》，侯新朴编著，人民卫生出版社，2007年，

3、《物理化学》，朱传征编著，科学出版社，2008年。

实验课教材：胡冬华等，基础化学实验，中国中医药出版社，北京：2015

实验课参考书：

1、复旦大学等编、物理化学实验、高等教育出版社、第二版、2002年2月出版。

2、东北师范大学等校编、物理化学实验、高等教育出版社、第二版、1987年12月出版。

（四）教学条件特殊要求

 多媒体设备、网络资源、教学软件等。物理化学实验室需配备有通风橱、上下水、实验台、药品柜，以及物理化学实验常用设备。

（五）学时分配