《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：无机化学、分析化学、高等数学后续课程支撑：物理化学实验、高分子物理授课地点：6A307/6A308授课时间：[1-16]周星期二[7-8]、星期五[3-4]授课对象：2022级高分子1班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：张东东/讲师：龙思卫/讲师：金具涛/副研究员：汪文龙/研究员答疑时间、地点与方式：课间时间学生可自由提问：课后通过E-mail、微信、电话联系答疑和讨论，也可来材料学院办公室4B211提问和讨论。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，2017参考资料：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，2011课程简介：物理化学是高分子材料与工程专业的必修课。物理化学以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究化学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。本专业物理化学课程的内容主要包括：热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面和胶体化学。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：无机化学、分析化学、高等数学 后续课程支撑：物理化学实验、高分子物理 授课时间：[1-16]周 星期二 [7-8]、星期五 [3-4] 授课地点：6A307/6A308 授课对象：2022 级高分子 1 班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：张东东/讲师；龙思卫/讲师；金具涛/副研究员；汪文龙/研究员 答疑时间、地点与方式：课间时间学生可自由提问；课后通过 E-mail、微信、电话联系答疑和讨论，也可来材料学院办公室 4B211 提问和讨论。 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 参考资料： 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，2011 课程简介： 物理化学是高分子材料与工程专业的必修课。物理化学以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究化 学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。本专业物理化学课程的内容主要包括：热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面和胶体化 学。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能力
课程数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1：1.1能将数学、自然科学、工程科学的1.工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基础了解热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面语言工具用于高分子材料与工程领域和高分子材料专业知识用于解决高分子材料与工和胶体化学中的基本概念和定理。复杂工程问题的表述。程领域的复杂工程问题。目标22.问题分析：能够应用数学、自然科学和高分子2.1能运用数学、自然科学及高分子材理解物理化学课程中理想状况下状态函数的求解，联系积材料工程的基本原理和技术，识别、表达、并通过料与工程的相关科学原理，识别和判断文献研究分析高分子材料与工程领域的复杂工程分、微分概念以及大学化学里基本化学反应方程，学会建复杂工程问题的关键环节。问题，以获得有效结论。立数理模型，将其应用于分析、解决工程问题。目标3：8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任8.1有正确价值观，理解个人与社会的培养学生养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事感：能够在高分子材料与工程领域工程实践中理解关系，了解中国国情。求是的科学态度和职业道德。并遵守工程职业道德和规范，履行责任。理论教学进程表支撑课授课教学时教学内容（重点、难点、课程思政融入教学模式周次教学方法作业安排教学主题师数点)程目标线下/混合式重点：物理化学学科概述：理想气体状课后作业+课程思态方程：范德华方程：气体的临界性质：政作业：（要求学目标1课堂讲授绪论生每人阅读两篇与key point Overviewof Physical+小组讨目标21张东东线下气体的pVT关系化学发展有关的文Chemistry, Ideal gas state equation, Van论目标3章，并撰写500字der Waals equation; The critical properties心得）ofgases
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： 了解热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面 和胶体化学中的基本概念和定理。 1.1 能将数学、自然科学、工程科学的 语言工具用于高分子材料与工程领域 复杂工程问题的表述。 1. 工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基础 和高分子材料专业知识用于解决高分子材料与工 程领域的复杂工程问题。 目标 2： 理解物理化学课程中理想状况下状态函数的求解，联系积 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，将其应用于分析、解决工程问题。 2.1 能运用数学、自然科学及高分子材 料与工程的相关科学原理，识别和判断 复杂工程问题的关键环节。 2．问题分析：能够应用数学、自然科学和高分子 材料工程的基本原理和技术，识别、表达、并通过 文献研究分析高分子材料与工程领域的复杂工程 问题，以获得有效结论。 目标 3： 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。 8.1 有正确价值观，理解个人与社会的 关系，了解中国国情。 8．职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任 感，能够在高分子材料与工程领域工程实践中理解 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 1 绪论 气体的 pVT 关系 张东东 4 重点：物理化学学科概述； 理想气体状 态方程；范德华方程；气体的临界性质； key point ： Overview of Physical Chemistry; Ideal gas state equation; Van der Waals equation; The critical properties of gases 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业+课程思 政作业：（要求学 生每人阅读两篇与 化学发展有关的文 章，并撰写 500 字 心得） 目标 1 目标 2 目标 3
难点：对应状态原理和压缩因子图：课程思政融入点：介绍物理化学的发展历程，历代物理化学家的巨大贡献，培养学生的爱国精神。重点：热力学基本概念（体系、环境、状态、功、热等）：第一定律keypointBasicconceptsof热力学第一定律课堂讲授thermodynamics(system, environment,2线下课后作业目标1基本概念和状态函张东东4+小组讨state,work,heat,etc.),Firstlaw of数论thermodynamics难点：热力学过程（恒温、恒压、绝热）过程中AU、AH、Q和W计算重点：化学反应恰变：标准摩尔反应恰key point :Enthalpy change of chemical课堂讲授热力学第一定律reaction; Standard molar enthalpyof张东东线下+小组讨课后作业目标23反应恰变计算和相4reaction论关定律难点：基希霍夫公式，节流膨胀与焦耳汤姆逊效应重点：热力学第二定律的意义及其与卡课堂讲授热力学第二定律诺定理的联系：卡诺循环与卡诺定理的张东东线下+小组讨课后作业目标144意义：意义及应用论key point The significance of the secondn
3 难点：对应状态原理和压缩因子图； 课程思政融入点：介绍物理化学的发展 历程，历代物理化学家的巨大贡献，培 养学生的爱国精神。 2 热力学第一定律 基本概念和状态函 数 张东东 4 重点：热力学基本概念（体系、环境、 状态、功、热等）；第一定律 key point ： Basic concepts of thermodynamics (system, environment, state, work, heat, etc.); First law of thermodynamics 难点：热力学过程（恒温、恒压、绝热） 过程中ΔU、ΔH、Q 和 W 计算 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1 3 热力学第一定律 反应焓变计算和相 关定律 张东东 4 重点：化学反应焓变；标准摩尔反应焓 key point ：Enthalpy change of chemical reaction; Standard molar enthalpy of reaction 难点：基希霍夫公式，节流膨胀与焦耳- 汤姆逊效应 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 2 4 热力学第二定律 意义及应用 张东东 4 重点：热力学第二定律的意义及其与卡 诺定理的联系；卡诺循环与卡诺定理的 意义； key point ：The significance of the second 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1
lawofthermodynamicsanditsconnectionwith Carnot theorem; The significance ofCarnot cycle and Carnot theorem难点：摘的导出：克劳修斯不等式：炳判据及其应用重点：热力学第二定律的数学表达式：热力学函数U、H、S、A、G的关系：热力学第三定律：亥姆霍兹函数和吉布斯函数key point: Mathematical expression of the热力学第二定律课堂讲授second law of thermodynamics;The课后作业目标2第二定律数学表达张东东线下+小组讨514relationshipbetweenthemodynamic式论functions U, H, S, A and G; The third lawof thermodynamics, Helmholtz and Gibbsfunctions难点：几类典型过程摘变的计算：克拉佩龙方程与克-克方程重点：偏摩尔量、化学势的概念：化学势的表达课堂讲授多组分系统热力学张东东+小组讨64线下课后作业目标1key point : Partial molar quantity, The化学势的表达论concept of chemical potential; Expressionof chemical potential>
4 law of thermodynamics and its connection with Carnot theorem; The significance of Carnot cycle and Carnot theorem 难点：熵的导出；克劳修斯不等式；熵 判据及其应用 5 热力学第二定律 第二定律数学表达 式 张东东 4 重点：热力学第二定律的数学表达式； 热力学函数 U、H、S、A、G 的关系； 热力学第三定律；亥姆霍兹函数和吉布 斯函数 key point：Mathematical expression of the second law of thermodynamics; The relationship between thermodynamic functions U, H, S, A and G; The third law of thermodynamics; Helmholtz and Gibbs functions 难点：几类典型过程熵变的计算；克拉 佩龙方程与克-克方程 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 2 6 多组分系统热力学 化学势的表达 张东东 4 重点：偏摩尔量、化学势的概念；化学 势的表达 key point ： Partial molar quantity; The concept of chemical potential; Expression of chemical potential 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1
难点：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；各组分的化学势的计算：稀溶液的依数性多组分系统热力学课堂讲授key point Ideal liquid mixture and ideal理想溶液相关概念张东东线下+小组讨课后作业目标274dilute solution models, Calculationnof论与计算chemical potentials;, The collinearity ofdilute solutions难点：分配定律，逸度和活度的基本概念和逸度系数图重点：化学反应的方向及平衡条件，标准平衡常数，反应等温式key point: Direction and equilibrium of课后作业+课程思chemical reactions, standard equilibrium化学平衡课堂讲授政作业：（人生方目标1constants, reaction isotherms龙思卫线下+小组讨8化学反应方程式与4难点：标准摩尔反应吉布斯自由能与平程的平衡与影响机目标3论平衡常数衡常数的关系制探索）课程思政融入点：从化学平衡的角度贯穿人生天平所需的平衡，引入当代优秀的科学家事迹2目标3化学平衡期中考试9龙思卫化学平衡的判定及2重点：平衡常数与温度、压力的关系：课堂讲授课后作业线下目标25
5 难点：拉乌尔定律和亨利定律 7 多组分系统热力学 理想溶液相关概念 与计算 张东东 4 重点：理想液态混合物和理想稀溶液模 型；各组分的化学势的计算；稀溶液的 依数性 key point：Ideal liquid mixture and ideal dilute solution models; Calculation of chemical potentials; The collinearity of dilute solutions 难点：分配定律，逸度和活度的基本概 念和逸度系数图 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 2 8 化学平衡 化学反应方程式与 平衡常数 龙思卫 4 重点：化学反应的方向及平衡条件， 标 准平衡常数，反应等温式 key point：Direction and equilibrium of chemical reactions, standard equilibrium constants, reaction isotherms 难点：标准摩尔反应吉布斯自由能与平 衡常数的关系 课程思政融入点：从化学平衡的角度贯 穿人生天平所需的平衡，引入当代优秀 的科学家事迹 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业+课程思 政作业：（人生方 程的平衡与影响机 制探索） 目标 1 目标 3 9 化学平衡 化学平衡的判定及 龙思卫 2 期中考试 目标 3 2 重点：平衡常数与温度、压力的关系； 线下 课堂讲授 课后作业 目标 2