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物理化学(上)
第3次开课
开课时间: 2021年09月04日 ~ 2022年01月31日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 158 人参加
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spContent=物理化学是化学学科的理论基础,对我们身边的化学现象形成了一套完整的理论解释体系。为什么在高原上很难煮熟鸡蛋?怎样才能把石墨变成金刚石?为什么卤水能点豆腐?...让我们和你一起走进物理化学的世界,用新的观点观察身边的现象,建立属于你自己的化学理论体系。 —— 课程团队
物理化学是化学学科的理论基础,对我们身边的化学现象形成了一套完整的理论解释体系。为什么在高原上很难煮熟鸡蛋?怎样才能把石墨变成金刚石?为什么卤水能点豆腐?...让我们和你一起走进物理化学的世界,用新的观点观察身边的现象,建立属于你自己的化学理论体系。 —— 课程团队
—— 课程团队
课程概述

物理化学是化学学科中的一个重要学科,它借助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实验手段,研究化学科学中的原理和方法,研究化学体系行为最一般的宏观、微观规律和理论的学科,是化学的理论基础。

物理化学的基本内容        

物理化学学科经过一个半世纪的发展形成了自己的理论体系,包括研究物质的相变、化学变化方向及平衡规律的化学热力学,研究化学反应速率与机理的基础理论。

授课目标

1)知识目标:通过课程学习,使学生掌握化学热力学、电化学、界面化学、化学动力学等内容的基本知识、原理、方法以及应用。

2)能力目标通过课程学习,使学生熟悉该课程研究、解决问题的一般方法及其在实际中的应用。从而具备应用物理化学相关知识解决实际问题的能力。

3)素质目标培养学生严肃认真的科学态度、良好的学习习惯、严谨的治学理念,实事求是的科学作风;关注学生德育培养培养自信、自强、爱国、勇担当、有强烈社会责任感的时代新人。

成绩 要求

总评成绩=平时成绩(40%)+期末考试成绩(60%)

总评成绩大于或等于60分 为合格

课程大纲
第一章 气体的pVT关系
课时目标:1.掌握理想气体状态方程及应用,理解理想气体的微观模型,了解摩尔气体常数R的求算方法。2.掌握道尔顿分压定律和阿马加分体积定律内容及应用。3.掌握饱和蒸气压的基本概念、了解真实气体液化的条件和相对湿度的概念。4.掌握范德华方程建立的思想和范德华方程,了解维里方程。课程思政:通过赏古诗学物化、走近化学家、物理化学与哲学思维、学物学倡环保等栏目的学习;以及习题探究的学习和训练旨在培养融知识、能力、素质三位一体的应用型人才。
1-1 理想气体状态方程
1-2 理想气体混合物
1-3 真实气体的液化及临界参数
1-4 真实气体状态方程
第二章 热力学第一定律
课时目标:1.掌握状态、状态函数等基本概念,理解状态函数法及其应用。2.掌握体积功的定义以及不同过程体积功的计算方法。3. 理解热力学能的构成要素,掌握热力学第一定律内容及应用。4.掌握恒容热与热力学能变、恒压热与焓变的关系。5.掌握摩尔定压热容和摩尔定容热容定义及相互关系。6.掌握理想气体和凝聚态物质定容变温过程、定压变温过程、恒温过程能量的衡算。7.了解常见相变化过程,掌握可逆相变过程和不可逆相变过程相变焓的计算。8.掌握实验法、组合法如何计算反应焓。9.掌握物质的标准摩尔生成焓的定义、标准摩尔反应焓变的计算方法。了解基希霍夫公式的应用。10.理解可逆过程与不可逆过程,可逆过程的特点。掌握理想气体的绝热可逆过程和恒温可逆过程能量的衡算。课程思政:通过赏古诗学物化、走近化学家、物理化学与哲学思维、学物学倡环保等栏目的学习;以及习题探究的学习和训练旨在培养融知识、能力、素质三位一体的应用型人才。
2-1基本概念
2-2热力学第一定律
2-3恒容热、恒压热、焓
2-4摩尔热容
2-5理想气体的热力学能与焓
2-6相变、相变焓
2-7化学反应焓
2-8标准摩尔反应焓变
2-9可逆过程、绝热可逆过程
第三章 热力学第二定律
课时目标:1.掌握热力学第二定律的文字表述,理解热力学第二定律的内容。2.了解卡诺循环过程和特点以及热机效率的计算,掌握卡诺定理。3.了解熵的导出,掌握熵的定义和物理意义。4.掌握热力学第二定律的数学表达式克劳修斯不等式,学会利用熵判据判断变化过程方向。5.掌握物质简单变化过程熵变的计算方法和环境熵变的计算。6.掌握可逆相变化过程和不可逆相变化过程的熵变的计算。7.掌握热力学第三定律,了解规定熵的引入和物质的标准摩尔反应熵,掌握化学变化过程熵变的计算。8.掌握亥姆霍兹函数和吉布斯函数的定义和物理意义。学会利用亥姆霍兹函数和吉布斯函数判据判断变化过程的方向和限度。9.掌握各种变化过程吉布斯函数和亥姆霍兹函数的计算。10.了解热力学基本方程的推导,掌握热力学方程基本关系式和应用条件。11.了解克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程的推导,掌握克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程的应用。课程思政:通过赏古诗学物化、走近化学家、物理化学与哲学思维、学物学倡环保等栏目的学习;以及习题探究的学习和训练旨在培养融知识、能力、素质三位一体的应用型人才。
3-1热力学第二定律
3-2卡诺循环与卡诺定理
3-3熵的定义
3-4克劳修斯不等式-熵增原理-熵判据
3-5熵变的计算(简单状态变化过程)
3-6相变化过程熵变的计算
3-7热力学第三定律-规定熵-化学变化过程熵变的计算
3-8亥姆霍兹函数和吉布斯函数
3-9吉布斯函数和亥姆霍兹函数的计算
3-10热力学基本方程
3-11克拉佩龙方程
3-12克劳修斯-克拉佩龙方程
第四章 多组分体系热力学
课时目标:1.掌握偏摩尔量的定义。2.掌握化学势的定义和化学势判据,学会应用化学势判据判断变化过程的方向和限度。3.掌握稀溶液的两个经验定律拉乌尔定律与亨利定律及其应用。4.了解气体化学势表示势的推导,掌握理想气体和真实气体化学势的表达式。5.掌握理想液态混合物的定义、化学势的表示式及混合特征。6.理解稀溶液的依数性,蒸气压下降、沸点升高及凝固点降低。课程思政:通过赏古诗学物化、走近化学家、物理化学与哲学思维、学物学倡环保等栏目的学习;以及习题探究的学习和训练旨在培养融知识、能力、素质三位一体的应用型人才。
4-1偏摩尔量
4-2化学势
4-3气体的化学势
4-4拉乌尔定律与亨利定律
4-5理想液态混合物
4-6稀溶液的依数性
第五章 化学平衡
课时目标:1.掌握化学反应等温方程和压力商的概念。2.掌握任意态下化学反应方向的判断。3.掌握标准平衡常数的定义。4.掌握标准平衡常数的三种计算方法,实验法、组合法及热力学数据法。5.掌握标准平衡常数的应用。6.掌握温度对化学平衡的影响。7.掌握其他因素对化学平衡的影响。课程思政:通过赏古诗学物化、走近化学家、物理化学与哲学思维、学物学倡环保等栏目的学习;以及习题探究的学习和训练旨在培养融知识、能力、素质三位一体的应用型人才。
5-1化学反应等温方程
5-2任意态下化学反应-反应方向的判断
5-3标准平衡常数
5-4标准平衡常数的计算
5-5标准平衡常数应用
5-6温度对化学平衡的影响
5-7其他因素对化学平衡的影响
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预备知识

复习基础无机化学、有机化学、高等数学、大学物理等理论知识。

参考资料

[1] 天津大学物理化学教研室  物理化学(简明版) 高等教育出版社,2010.

[2].张积树,孟阿兰         物理化学学习指导   化学工业出版社,2011.


常见问题

Q :  1、怎么选课?

A : 请在爱课程网首页完成注册,并进入“中国大学MOOC”,搜索“物理化学”,就可以找到我们的课程。

Q :  2、怎样开展物理化学MOOC课程学习?

A :1)MOOC课程为完全网上课程,要求学员观看教学视频、完成测试、作业、讨论和考试等教学环节。

   (2)课程的重要信息都将以公告的形式发布,同时发送至学员注册的邮箱。请学员及时查看相关信息,按照课程要求完成学习,并取得证书。

   (3)注意在本课程学习期间使用同一个账号(多个账号时,登录前请确认),以方便课程团队的管理、统计学员学习情况、成绩评定以及证书发放等服务。

Q :  3、错过开课时间是否还可以学习该课程?

A :只要是在开课时间内,就可以按照自己的节奏在任意时间段内学习,但一定要注意作业提交和测验的截止的时间。

Q :4、错过了作业和测验,如何处理?

A :作业和测验会随相应的课程同步发布,并预留充足的作答时间。请务必在截止时间前完成提交,切记不能逾期补交。(请尽量提前提交,避免由于网速不佳临近截止时间提交不成功,影响最终成绩。)

Q :5、在学习该课程中遇到各种困惑,如何处理?

A :本课程开辟了”讨论区“,在学习过程中,遇到任何问题,都可以与教师及其他选修该课程的学员通过互动来答疑解惑。

盐城工学院
1 位授课老师
张怀红

张怀红

副教授

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