无机非金属材料工程专业教学大纲教学目标：掌握系统与环境、热和功等基本概念，明确第一定律的文字数学表达式和物理意义，根据第一定律和状态函数的特性计算理想气体在各种过程中的W、Q、△U和AH；各种热效应的定义，并能利用它计算反应热：常温和高温反应恰变的计算方法。教学内容：C1-1热力学概论及热力学基本概念C1-2体积功、可逆过程及热力学第一定律和热力学能C1-3等容热、等压热与熔C1-4热容及其应用C1-5热力学第一定律对气体的应用C1-6热力学第一定律对相变化和化学变化过程的应用重点：热力学基本概念以及热力学能、恰的定义：热力学第一定律及其应用：系统的热力学能变、恰变以及过程的热和体积功的计算。难点：热力学基本概念的理解以及热力学第一定律的应用。教学单元C2：热力学第二定律（12学时）教学目标：理解自发过程，卡诺循环，卡诺定理，掌握热力学第二定律的科学表达，理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义。掌握熵增原理，摘判据，亥姆霍兹函数判据，吉布斯函数判据。掌握物质在pVT变化和相变化中摘、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用。了解热力学第三定律，规定熵，标准熵。理解标准摩尔反应熵定义及计算。掌握热力学基本方程和热力学基本关系式：掌握化学势定义及判据。教学内容：C2-1宏观过程的方向、限度和热力学第二定律概述C2-2热力学第二定律数学表达式C2-3变的计算、热力学第三定律与规定熔C2-4亥姆赫兹函数和吉布斯函数C2-5热力学函数基本关系式C2-6化学势重点：热力学第二定律，摘、增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系式，热力学第三定律，化学变化中热力学函数变化的计算，过程的方向和限度。难点：焰、增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系式。教学单元C3：化学平衡（6学时）教学目标：明确化学反应标准平衡常数的定义：理解等温方程和范特霍夫方程的推导及应用；掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法：会用等温方程判断化学反应方向与限度：能用范特霍夫方程计算不同温度下的标准平衡常数；会分析温度，压力，组成等因素对平衡的影响。教学内容：9
无机非金属材料工程专业教学大纲 9 教学目标：掌握系统与环境、热和功等基本概念，明确第一定律的文字数学表达式和 物理意义，根据第一定律和状态函数的特性计算理想气体在各种过程中的 W、Q、ΔU 和ΔH； 各种热效应的定义，并能利用它计算反应热；常温和高温反应焓变的计算方法。 教学内容： C1-1 热力学概论及热力学基本概念 C1-2 体积功、可逆过程及热力学第一定律和热力学能 C1-3 等容热、等压热与焓 C1-4 热容及其应用 C1-5 热力学第一定律对气体的应用 C1-6 热力学第一定律对相变化和化学变化过程的应用 重点：热力学基本概念以及热力学能、焓的定义；热力学第一定律及其应用；系统的热 力学能变、焓变以及过程的热和体积功的计算。 难点：热力学基本概念的理解以及热力学第一定律的应用。 教学单元 C2：热力学第二定律（12 学时） 教学目标：理解自发过程，卡诺循环，卡诺定理，掌握热力学第二定律的科学表达，理 解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义。掌握熵增原理，熵判据，亥姆霍兹函数判据，吉布 斯函数判据。掌握物质在 pVT 变化和相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热 力学第二定律的应用。了解热力学第三定律，规定熵，标准熵。理解标准摩尔反应熵定义及 计算。掌握热力学基本方程和热力学基本关系式；掌握化学势定义及判据。 教学内容： C2-1 宏观过程的方向、限度和热力学第二定律概述 C2-2 热力学第二定律数学表达式 C2-3 熵变的计算、热力学第三定律与规定熵 C2-4 亥姆赫兹函数和吉布斯函数 C2-5 热力学函数基本关系式 C2-6 化学势 重点：热力学第二定律，熵、熵增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系 式，热力学第三定律，化学变化中热力学函数变化的计算，过程的方向和限度。 难点：熵、熵增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系式。 教学单元 C3：化学平衡（6 学时） 教学目标：明确化学反应标准平衡常数的定义；理解等温方程和范特霍夫方程的推导及 应用；掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法；会用等温方程判断化学反应方向 与限度；能用范特霍夫方程计算不同温度下的标准平衡常数；会分析温度，压力，组成等因 素对平衡的影响。 教学内容：
无机非金属材料工程专业教学大纲C3-1化学反应方向判据及平衡条件、标准平衡常数C3-2化学反应等温方程、标准平衡常数的热力学计算C3-3范特霍夫等压方程、各种因素对化学平衡的影响重点：标准平衡常数的定义和特性；平衡计算：温度对平衡常数的影响。难点：化学反应等温方程的推导：平衡计算。教学单元C4：混合物和溶液（6学时）教学目标：理解偏摩尔量的定义与物理意义：理想混合物和理想稀溶液的概念及对应化学势表达，掌握拉乌尔定律和亨利定律及它们的应用；掌握稀溶液的依数性。教学内容：C4-1混合物及溶液组成表示方法，偏摩尔量C4-2拉乌尔定律和亨利定律C4-3理想液态混合物与理想稀溶液组分的化学势及相平衡重点：偏摩尔量和化学势的概念以及化学势表达：拉乌尔定律、亨利定律和稀溶液的依数性。难点：偏摩尔量和化学势概念的理解。教学单元C5：相平衡（6学时）教学目标：理解相律的意义，掌握其应用。掌握单组分系统，二组分凝聚系统典型相图的分析和应用。掌握用杠杆规则进行分析与计算。了解由实验数据绘制简单相图的方法。教学内容：C5-1相律C5-2单组分系统C5-3二组分凝聚系统典型相图重点：相律，两组分系统的液-固平衡相图。难点：二组分凝聚系统相图。教学单元C6：化学动力学基础（6学时）教学目标：明确化学反应速率的不同定义以及相互间的关系；掌握零级、一级、二级反应速率方程的特点以及它们的积分形式：熟悉阿仑尼乌斯方程及其应用。教学内容：C6-1反应速率C6-2浓度对反应速率的影响C6-3温度对反应速率的影响重点：化学反应的速率；反应速率方程：阿仑尼乌斯方程。难点：零级、一级、二级反应速率方程的特点以及它们的积分形式。教学单元C7：界面现象（4学时）教学目标：明确表面自由能，表面张力的概念，明确弯曲表面的附加压力产生的原因及10
无机非金属材料工程专业教学大纲 10 C3-1 化学反应方向判据及平衡条件、标准平衡常数 C3-2 化学反应等温方程、标准平衡常数的热力学计算 C3-3 范特霍夫等压方程、各种因素对化学平衡的影响 重点：标准平衡常数的定义和特性；平衡计算；温度对平衡常数的影响。 难点：化学反应等温方程的推导；平衡计算。 教学单元 C4：混合物和溶液（6 学时） 教学目标：理解偏摩尔量的定义与物理意义；理想混合物和理想稀溶液的概念及对应化 学势表达，掌握拉乌尔定律和亨利定律及它们的应用；掌握稀溶液的依数性。 教学内容： C4-1 混合物及溶液组成表示方法，偏摩尔量 C4-2 拉乌尔定律和亨利定律 C4-3 理想液态混合物与理想稀溶液组分的化学势及相平衡 重点：偏摩尔量和化学势的概念以及化学势表达；拉乌尔定律、亨利定律和稀溶液的依 数性。 难点：偏摩尔量和化学势概念的理解。 教学单元 C5：相平衡（6 学时） 教学目标：理解相律的意义，掌握其应用。掌握单组分系统，二组分凝聚系统典型相图 的分析和应用。掌握用杠杆规则进行分析与计算。了解由实验数据绘制简单相图的方法。 教学内容： C5-1 相律 C5-2 单组分系统 C5-3 二组分凝聚系统典型相图 重点：相律，两组分系统的液-固平衡相图。 难点：二组分凝聚系统相图。 教学单元 C6：化学动力学基础（6 学时） 教学目标：明确化学反应速率的不同定义以及相互间的关系；掌握零级、一级、二级反 应速率方程的特点以及它们的积分形式；熟悉阿仑尼乌斯方程及其应用。 教学内容： C6-1 反应速率 C6-2 浓度对反应速率的影响 C6-3 温度对反应速率的影响 重点：化学反应的速率；反应速率方程；阿仑尼乌斯方程。 难点：零级、一级、二级反应速率方程的特点以及它们的积分形式。 教学单元 C7：界面现象（4 学时） 教学目标：明确表面自由能，表面张力的概念，明确弯曲表面的附加压力产生的原因及
无机非金属材料工程专业教学大纲与曲率半径的关系，学会使用杨-拉普拉斯公式，了解表面曲率与蒸气压的关系，理解润湿现象。教学内容：C7-1表面吉布斯函数、弯曲液面的表面现象C7-2润湿现象重点：表面吉布斯函数，表面张力，表面曲率与附加压力及蒸气压的关系。难点：应用物理化学的基本原理对界面的特殊性质及现象进行分析。思政内容：1.在物理化学学科发展史中融入科学家的奉献精神和卓越贡献，引导学生感知求真求实的科学精神和追求理想的科学品质。2.在化学热力学基本定律及函数学习过程中，引导学生关注大国重器，树立科学报国之志。3.在化学动力学学习过程中，培养学生科学思维和环保意识。注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。四、课程目标达成途径课程目标教学内容教学方法C1-1目标1掌握物理化学的基C1-2础知识与基础理论，了解C1-3物理化学的一般研究方C2-1传统授课教学C2-2法，引导学生感知求真求讨论式教学：针对第一定律的表述进行讨论，理解第一定律C3-1实的科学精神和追求理想的本质C3-2的科学品质案例式教学：引入生产上合成氨的反应实例，说明压力因素C4-1对化学平衡的影响规律C4-2C5-1C6-1C7-1目标2运用物理和数学的C1-4有关理论和方法研究物质C1-5C1-6化学运动形式的普遍规C2-3传统授课教学律，研究化学体系行为最C2-4问题式教学：以理想气体等温膨胀是否违反第二定律提出问一般的宏观、微观规律与C2-5题，深入理解第二定律的本质理论，能定量地描述和处C2-6C4-3理化学运动的规律和问C5-2题，培养学生严谨治学的C6-2科学态度C3-3传统授课教学目标3运用物理化学理论11
无机非金属材料工程专业教学大纲 11 与曲率半径的关系，学会使用杨-拉普拉斯公式，了解表面曲率与蒸气压的关系，理解润湿 现象。 教学内容： C7-1 表面吉布斯函数、弯曲液面的表面现象 C7-2 润湿现象 重点：表面吉布斯函数，表面张力，表面曲率与附加压力及蒸气压的关系。 难点：应用物理化学的基本原理对界面的特殊性质及现象进行分析。 思政内容： 1. 在物理化学学科发展史中融入科学家的奉献精神和卓越贡献，引导学生感知求真求 实的科学精神和追求理想的科学品质。 2. 在化学热力学基本定律及函数学习过程中，引导学生关注大国重器，树立科学报国 之志。 3. 在化学动力学学习过程中，培养学生科学思维和环保意识。 注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。 四、课程目标达成途径 课程目标 教学内容 教学方法 目标 1 掌握物理化学的基 础知识与基础理论，了解 物理化学的一般研究方 法，引导学生感知求真求 实的科学精神和追求理想 的科学品质 C1-1 C1-2 C1-3 C2-1 C2-2 C3-1 C3-2 C4-1 C4-2 C5-1 C6-1 C7-1 传统授课教学 讨论式教学：针对第一定律的表述进行讨论，理解第一定律 的本质 案例式教学：引入生产上合成氨的反应实例，说明压力因素 对化学平衡的影响规律 目标 2 运用物理和数学的 有关理论和方法研究物质 化学运动形式的普遍规 律，研究化学体系行为最 一般的宏观、微观规律与 理论，能定量地描述和处 理化学运动的规律和问 题，培养学生严谨治学的 科学态度 C1-4 C1-5 C1-6 C2-3 C2-4 C2-5 C2-6 C4-3 C5-2 C6-2 传统授课教学 问题式教学：以理想气体等温膨胀是否违反第二定律提出问 题，深入理解第二定律的本质 目标 3 运用物理化学理论 C3-3 传统授课教学
无机非金属材料工程专业教学大纲C5-3课堂练习方法解决生产实际和科学课堂讨论C6-3实验向化学提出的理论问案例式教学：以化工厂精馏塔为例，说明相图知识在解决实C7-2题，培养学生运用联系和际生产问题中的应用发展的观点分析解决问题的能力注：建议采用以上教学方法，教师可根据教学内容和课程目标，采用合适的教学方法。五、本课程开设的实验项目支撑实验学序号类型课程实验名称实验内容能力要求时目标制备若干组成不同的合金试样，测定其步学会铂电阻的测温技术：综合冷曲线，以步冷曲线2-合金相图测绘掌握微电脑控制器的使用3性方法测出的特征温度线绘制合金相图测定反应速率常数并通过测定速率常数实验数综合化学反应速率与2求算活化能，用作图2据来求算活化能；了解温活化能的测定性度对反应速率的影响法处理实验数据六、考核方式（一）考核方式说明采取过程考核与期末闭卷考试相结合的方式，课程总成绩满分100分，由期末考试（60%）+过程考核（40%），按权重计算课程总成绩。过程考核方式包括课程作业及测验（30%）+实验（10%）构成。（二）考核权重分配考核方式及权重（%)课程成绩比例过程考核目标(%)期末考试实验作业及测验目标1251540目标2251540目标3101020603010100成绩比例（%）（三）评分标准（1）课程作业：评分标准依据参考答案。（2）实验评分标准过程控制关注点优秀（90~100良好（80~89中等（70~79不及格及格（60~69)分)分)分)(0~59)按时参加实验，按时参加实按时参加实实验迟到，原实验迟到，原实验态实验操作验，原始数据验，原始数据始数据记录始数据记录原始数据记录度完整记录基本完整记录基本完整不完整不完整或没（权重有实验记录12
无机非金属材料工程专业教学大纲 12 注：建议采用以上教学方法，教师可根据教学内容和课程目标，采用合适的教学方法。 五、本课程开设的实验项目 序号 实验名称 实验内容 实验学 时 类型 能力要求 支撑 课程 目标 1 合金相图测绘 制备若干组成不同的 合金试样，测定其步 冷曲线，以步冷曲线 测出的特征温度线绘 制合金相图 2 综合 性 学会铂电阻的测温技术； 掌握微电脑控制器的使用 方法 3 2 化学反应速率与 活化能的测定 测定反应速率常数并 求算活化能，用作图 法处理实验数据 2 综合 性 通过测定速率常数实验数 据来求算活化能；了解温 度对反应速率的影响 3 六、考核方式 （一）考核方式说明 采取过程考核与期末闭卷考试相结合的方式，课程总成绩满分 100 分，由期末考试（60%） +过程考核（40%），按权重计算课程总成绩。过程考核方式包括课程作业及测验（30%）+ 实验（10%）构成。 （二）考核权重分配 课 程 目 标 考核方式及权重（%） 成绩比例 期末考试 （%） 过程考核 作业及测验 实验 目标 1 25 15 40 目标 2 25 15 40 目标 3 10 10 20 成绩比例（%） 60 30 10 100 （三）评分标准 （1）课程作业：评分标准依据参考答案。 （2）实验 过程控制 关注点 评分标准 优秀（90～100 分） 良好（80～89 分） 中等（70～79 分） 及格（60~69） 不及格 （0~59） 实验操作 （权重 实 验 态 度 按时参加实验， 原 始数 据记 录 完整 按 时 参 加 实 验，原始数据 记录基本完整 按 时 参 加 实 验，原始数据 记录基本完整 实验迟到，原 始 数 据 记 录 不完整 实验迟到，原 始 数 据 记 录 不 完 整 或 没 有实验记录 方法解决生产实际和科学 实验向化学提出的理论问 题，培养学生运用联系和 发展的观点分析解决问题 的能力 C5-3 C6-3 C7-2 课堂练习 课堂讨论 案例式教学：以化工厂精馏塔为例，说明相图知识在解决实 际生产问题中的应用
无机非金属材料工程专业教学大纲不能完成基实验过程熟练，实验过程较熟能完成基本操需在指导下0.3)操作技操作规范，动手练，能完成基作完成基本操本操作能作能力强本操作不能完成分主动做好分配完成分配任完成分配任务被动参与实合作精验任务，并能协助务，能与小组配任务，不与神同组成员成员配合小组成员配合数据处实验数据整理实验数据整理实验数据整理实验数据整实验数据整理能力规范，计算结果规范，计算结存在部分错理和结果均理不完整和正确误，计算结果结果均有明果基本正确有明显错误实验报告基本正确显错误（权重综合应能综合实验数进行了实验数进行了基本数进行了基本分析错误或0.7)用知识据/现象分析规据/现象分析，据/现象分析，数据/现象分不交实验报能力律，分析正确缺乏实验数据分析基本正确析，但分析有告错误综合分析（3）期末考试：评分标准依据标准答案。七、参考书目[1]任素贞，王旭珍，施维。物理化学[M]上海：上海科学技术出版社.2013.[2]程兰征，章燕豪.物理化学[M]，上海：上海科学技术出版社.2006[3]印永嘉.物理化学简明教程[M].北京：高等教育出版社.2005[4]天津大学物理化学教研室物理化学简明版[M].北京：高等教育出版社.2010.八、其他说明根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整。13
无机非金属材料工程专业教学大纲 13 0.3） 操 作 技 能 实验过程熟练， 操作规范，动手 能力强 实验过程较熟 练，能完成基 本操作 能完成基本操 作 需 在 指 导 下 完 成 基 本 操 作 不 能 完 成 基 本操作 合 作 精 神 主 动做 好分 配 任务，并能协助 同组成员 完 成 分 配 任 务，能与小组 成员配合 完成分配任务 被 动 参 与 实 验 不 能 完 成 分 配任务，不与 小 组 成 员 配 合 实验报告 （权重 0.7） 数 据 处 理能力 实 验数 据整 理 规范，计算结果 正确 实验数据整理 规范，计算结 果基本正确 实验数据整理 存 在 部 分 错 误，计算结果 基本正确 实 验 数 据 整 理 和 结 果 均 有明显错误 实 验 数 据 整 理 不 完 整 和 结 果 均 有 明 显错误 综 合 应 用 知 识 能力 能 综合 实验 数 据/现象分析规 律，分析正确 进行了实验数 据/现象分析， 缺乏实验数据 综合分析 进行了基本数 据/现象分析， 分析基本正确 进 行 了 基 本 数据/现象分 析，但分析有 错误 分 析 错 误 或 不 交 实 验 报 告 （3）期末考试：评分标准依据标准答案。 七、参考书目 [1] 任素贞, 王旭珍, 施维. 物理化学[M]. 上海:上海科学技术出版社. 2013. [2] 程兰征, 章燕豪. 物理化学[M]. 上海:上海科学技术出版社. 2006. [3] 印永嘉. 物理化学简明教程[M]. 北京: 高等教育出版社. 2005. [4] 天津大学物理化学教研室. 物理化学简明版[M]. 北京:高等教育出版社. 2010. 八、其他说明 根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整