《物理化学》教学大纲课程名称：物理化学课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：PhysicalChemistry其中实验/实贱学时：0总学时/周学时/学分：64/4/4先修课程：大学化学、高等数学后续课程支撑：物理化学实验、材料物理性能、材料电化学等授课地点：松山湖校区6C-301授课时间：[2,4-18周】星期二、四1-4节授课对象：2021材科1、2班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：汪文龙/研究员：金具湾/副研究员：郝世吉/讲师：邵蒙蒙/讲师答疑时间、地点与方式：上课期间学生可自由提问：课后通过电话、E-mail、微信联系、材料学院4B210答疑和讨论课程考核方式：开卷（）闭卷（V）课程论文（）其它（）使用教材：刘俊吉周亚平李松林冯霞修订《物理化学》（第六版）北京：高等教育出版社，2017教学参考资料：1．胡英《物理化学》（第四版），北京：高等教育出版社，19992.傅献彩，沈文霞，姚天扬编著，《物理化学》（第五版），北京：高等教育出版社，2008课程简介：物理化学是一门重要的学科基础课，是化学、材料、环境等众多专业本科生的必修骨干课程。它借助数学、物理学等基础理论及其提供的实验技术，探索、归纳和研究化学现象中普遍性的基本规律，是化学科学的理论基础。物理化学课程的内容主要包括：化学热力学、化学动力学、电化学、表面和胶体化学等分支学科。通过本课程的学习，学生应该：（1）系统掌握物理化学的基础知识和基本原理，加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解：（2）学会物理化学的科学思维方法，即从实验现象和结果出发，通过归纳和演绎，建立模型，进一步推导并最终揭示具有普遍意义的理论：（3）掌握理论联系实际，分析和解决具体问题的方法，培养自主学习和创新的能力。1
1 《物理化学》教学大纲 课程名称： 物理化学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Physical Chemistry 总学时/周学时/学分：64 / 4 / 4 其中实验/实践学时：0 先修课程：大学化学、高等数学 后续课程支撑：物理化学实验、材料物理性能、材料电化学等 授课时间：[2, 4-18 周] 星期二、四 1-4 节 授课地点：松山湖校区 6C-301 授课对象： 2021 材科 1、2 班 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称： 汪文龙/研究员；金具涛/副研究员；郝世吉/讲师；邵蒙蒙/讲师 答疑时间、地点与方式：上课期间学生可自由提问；课后通过电话、E-mail、微信联系、材料学院 4B210 答疑和讨论 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（ ）其它（ ） 使用教材： 刘俊吉 周亚平 李松林 冯霞 修订《物理化学》(第六版) 北京：高等教育出版社，2017 教学参考资料： 1. 胡英 《物理化学》(第四版)，北京：高等教育出版社，1999. 2. 傅献彩，沈文霞，姚天扬 编著，《物理化学》(第五版)，北京：高等教育出版社，2008. 课程简介： 物理化学是一门重要的学科基础课，是化学、材料、环境等众多专业本科生的必修骨干课程。它借助数学、物理学等基础理论及其提供的实验技术，探 索、归纳和研究化学现象中普遍性的基本规律，是化学科学的理论基础。物理化学课程的内容主要包括：化学热力学、化学动力学、电化学、表面和胶 体化学等分支学科。通过本课程的学习，学生应该：(1) 系统掌握物理化学的基础知识和基本原理，加深对自然现象的普遍规律及其本质的认识和理解； (2) 学会物理化学的科学思维方法，即从实验现象和结果出发，通过归纳和演绎，建立模型，进一步推导并最终揭示具有普遍意义的理论；(3) 掌握理 论联系实际，分析和解决具体问题的方法，培养自主学习和创新的能力
课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点目标1：知识目标NO.1工程知识：能够运用数学、自然科学、工程了解热力学、化学平衡、相平衡、电化学、化学动力学、1.2具备解决材料科学与工程领域复杂基础和材料科学与工程专业知识用于解决材料和界面现象和胶体化学各章节中内容，掌握基本概念、原理、工程问题所需的专业知识及应用能力。学与工程领域的复杂工程问题。重要公式、运算和应用。（理解）目标2：能力目标4.1能够基于科学原理并采用科学方法NO.4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对联系高等数学里积分、微分概念以及大学化学里基本化学对材料科学与工程领域复杂工程问题材料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包括反应方程，学会建立数理模型，分析数据，将其应用于设进行研究，比较和选择研究路线，设计设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到计实验，分析、解决工程问题。（运用、分析）实验方案合理有效的结论。8.2理解工程职业道德及规范、社会价NO.8职业规范：具有人文社会科学素养、社会责目标3：素质目标培养学生养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事值和工程师的社会责任，并能够在工程任感，能够在材料科学与工程领域的工程实践中理求是的科学态度和职业道德。（综合）实践中自觉履行责任。解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。理论教学进程表教学模式支撑课周次学时数教学主题授课教师数学内容（重点、难点、课程思政融入点）教学方法作业安排程目标线下/混合式课后作业+课程思政物理化学学科概述：理想气体状态方程（重课堂讲授作业：（要求学生每点）：范德华方程：气体的临界性质（难目标一、绪论邵蒙蒙线下和小组讨4人阅读两篇物理化2点）：对应状态原理和压缩因子图气体的pVT性质目标三论学领域相关的研究，课程思政融入点：理想气体状态方程的由并撰写500字心得）来，历代伟人巨大贡献，基于假设和模型2
2 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1：知识目标 了解热力学、化学平衡、相平衡、电化学、化学动力学、 界面现象和胶体化学各章节中内容，掌握基本概念、原理、 重要公式、运算和应用。（理解） 1.2 具备解决材料科学与工程领域复杂 工程问题所需的专业知识及应用能力。 NO. 1 工程知识：能够运用数学、自然科学、工程 基础和材料科学与工程专业知识用于解决材料科 学与工程领域的复杂工程问题。 目标 2：能力目标 联系高等数学里积分、微分概念以及大学化学里基本化学 反应方程，学会建立数理模型，分析数据，将其应用于设 计实验，分析、解决工程问题。（运用、分析） 4.1 能够基于科学原理并采用科学方法 对材料科学与工程领域复杂工程问题 进行研究，比较和选择研究路线，设计 实验方案 NO. 4 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对 材料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包括 设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到 合理有效的结论。 目标 3：素质目标 培养学生养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事 求是的科学态度和职业道德。（综合） 8.2 理解工程职业道德及规范、社会价 值和工程师的社会责任，并能够在工程 实践中自觉履行责任。 NO. 8 职业规范：具有人文社会科学素养、社会责 任感，能够在材料科学与工程领域的工程实践中理 解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 2 绪论 气体的 pVT 性质 邵蒙蒙 4 物理化学学科概述；理想气体状态方程（重 点）；范德华方程；气体的临界性质（难 点）；对应状态原理和压缩因子图 课程思政融入点：理想气体状态方程的由 来，历代伟人巨大贡献，基于假设和模型 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业+课程思政 作业：（要求学生每 人阅读两篇物理化 学领域相关的研究， 并撰写 500 字心得） 目标一、 目标三
升华为科学理论，培养学生求真探索精神热力学第一定律：基本概念：理想气体的课堂讲授内能和焰：功与过程：可逆功最大（难点）：课后作业邵蒙蒙4线下和小组讨目标一热力学第一定律4体积功和热的计算（点）：状态函数法论及其应用（难点）相变过程、理想气体绝热过程计算（重点、课堂讲授难点）：实际气体的内能和焙：节流膨胀：课后作业邵蒙蒙线下和小组讨4目标一5热力学第一定律化学反应的热效应：盖斯定律：生成焙、论燃烧热的定义与应用（难点）课后作业+课程思政卡诺循环与卡诺定理的意义：的导出：作业（要求学生查摘判据及其应用（重点、难点）：热力学课堂讲授目标一、阅文献资料，了解热邵蒙蒙46热力学第二定律第二定律的数学表达式（重点）线下和小组讨目标三力学第二定律发现论过程，并撰写500字课程思政融入点：介绍热力学第二定律的心得）发现过程，培养学生求真探索精神课堂讲授几类典型过程摘变的计算（难点）：邵蒙蒙4线下和小组讨目标二热力学第二定律课后作业7亥姆霍兹函数和吉布斯函数（重点）论克拉佩龙方程与克-克方程（重点）：热力2目标二热力学第二定律课堂讲授学基本方程及其应用：线下邵蒙蒙和小组讨8课后作业多组分系统热力偏摩尔量、化学势的概念：化学势的表达论2目标一学（难点）3
3 升华为科学理论，培养学生求真探索精神 4 热力学第一定律 邵蒙蒙 4 热力学第一定律：基本概念；理想气体的 内能和焓；功与过程：可逆功最大（难点）； 体积功和热的计算（重点）：状态函数法 及其应用（难点） 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一 5 热力学第一定律 邵蒙蒙 4 相变过程、理想气体绝热过程计算（重点、 难点）；实际气体的内能和焓：节流膨胀； 化学反应的热效应；盖斯定律；生成焓、 燃烧热的定义与应用（难点） 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一 6 热力学第二定律 邵蒙蒙 4 卡诺循环与卡诺定理的意义；熵的导出； 熵判据及其应用（重点、难点）；热力学 第二定律的数学表达式（重点） 课程思政融入点：介绍热力学第二定律的 发现过程，培养学生求真探索精神 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业+课程思政 作业 （要求学生查 阅文献资料，了解热 力学第二定律发现 过程，并撰写 500 字 心得） 目标一、 目标三 7 热力学第二定律 邵蒙蒙 4 几类典型过程熵变的计算（难点）； 亥姆霍兹函数和吉布斯函数（重点） 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标二 8 热力学第二定律 邵蒙蒙 2 克拉佩龙方程与克-克方程（重点）；热力 学基本方程及其应用； 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标二 多组分系统热力 学 2 偏摩尔量、化学势的概念；化学势的表达 （难点） 目标一
课堂讲授拉乌尔定律和享利定律（重点），理想液多组分系统热力4和小组讨邵蒙蒙线下目标一课后作业9态混合物和理想稀溶液模型：稀溶液的依学论数性（重点）2期中考试课堂讲授郝世吉10化学平衡理想气体化学反应的等温方程（重点）：目标一2线下和小组讨课后作业平衡常数的意义与表达方法论2目标二课堂讲授化学平衡化学平衡相关计算（难点）郝世吉线下和小组讨11课后作业自由度含义和相律的推导（重点）：单组2目标一论相平衡分系统相图（重点）课堂讲授二组份系统相图与分析（难点）：4线下郝世吉和小组讨目标二12相平衡课后作业杠杆规则的意义与应用（重点）论课堂讲授郝世吉4线下目标二和小组讨13相平衡课后作业二组份系统相图与分析（难点）论课堂讲授基元反应：速率方程：反应级数和速率常4线下目标一郝世吉和小组讨14课后作业化学动力学数（重点）：阿伦尼乌斯方程、活化能论4
4 9 多组分系统热力 学 邵蒙蒙 4 拉乌尔定律和亨利定律（重点），理想液 态混合物和理想稀溶液模型；稀溶液的依 数性（重点） 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一 10 化学平衡 郝世吉 2 期中考试 2 理想气体化学反应的等温方程（重点）； 平衡常数的意义与表达方法 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一 11 化学平衡 郝世吉 2 化学平衡相关计算（难点） 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标二 相平衡 2 自由度含义和相律的推导（重点）；单组 分系统相图（重点） 目标一 12 相平衡 郝世吉 4 二组份系统相图与分析（难点）； 杠杆规则的意义与应用（重点） 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标二 13 相平衡 郝世吉 4 二组份系统相图与分析（难点） 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标二 14 化学动力学 郝世吉 4 基元反应；速率方程：反应级数和速率常 数（重点）；阿伦尼乌斯方程、活化能 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一
电解质溶液：法拉第定律：离子的迁移数、课堂讲授电导、电导率、摩尔电导率及离子独立移课后作业金具涛和小组讨目标一4线下电化学15动定律（重点、难点）：电解质溶液的活论度、活度因子，离子强度课后作业+课程思政可逆电池、电动势与平衡常数的关系：原课堂讲授作业（要求学生查阅目标二、电池热力学和能斯特方程（重点）：电极文献资料，了解电池金具涛和小组讨4线下电化学16目标三的种类，原电池的设计（难点）发展历史，并撰写论500字心得）课程思政融入点：电池的发展历史表面张力、附加压力、开尔文公式（重点）：课堂讲授物理吸附、化学吸附；吸附现象与吸附理目标一课后作业汪文龙4线下和小组讨17界面现象论：固-液界面：接触角与杨氏方程（重点）论溶液表面的吸附现象课堂讲授胶体的微观结构特征及其动力学、光学、课后作业汪文龙4和小组讨目标一线下18胶体化学电学特性性质（重点）：胶体的稳定与聚论沉合计64课程考核评价依据及成绩比例（%）课程目标支撑毕业要求指标点作业出勤期中考试期末考试5355目标一1.210555
5 15 电化学 金具涛 4 电解质溶液；法拉第定律；离子的迁移数、 电导、电导率、摩尔电导率及离子独立移 动定律（重点、难点）；电解质溶液的活 度、活度因子，离子强度 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一 16 电化学 金具涛 4 可逆电池、电动势与平衡常数的关系；原 电池热力学和能斯特方程（重点）； 电极 的种类，原电池的设计（难点） 课程思政融入点：电池的发展历史 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业+课程思政 作业（要求学生查阅 文献资料，了解电池 发展历史，并撰写 500 字心得） 目标二、 目标三 17 界面现象 汪文龙 4 表面张力、附加压力、开尔文公式（重点）； 物理吸附、化学吸附；吸附现象与吸附理 论；固-液界面：接触角与杨氏方程（重点）； 溶液表面的吸附现象 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一 18 胶体化学 汪文龙 4 胶体的微观结构特征及其动力学、光学、 电学特性性质（重点）；胶体的稳定与聚 沉 线下 课堂讲 授 和小组 讨 论 课后作业 目标一 合计 64 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 作业 期中考试 期末考试 出勤 目标一 1.2 10 5 35 5 55