《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、催化材料、材料电化学基础、材料物理性能授课地点：周一3-4节：6C-402;周三3-4节：6B-203授课时间：[1-16周】周一3-4节：周三3-4节授课对象：材料科学与工程2019材料科学1班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：崔立峰/教授：杨震宇/教授：邵蒙蒙/讲师上课期间学生可自由提问：课后通过电话、E-mail、微信联系、材料学院办公室4B210答疑和讨论课程考接方式：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：高等教有出版社，19992.傅献彩，沈文霞，姚天扬编著，《物理化学》（第五版），北京：高等教有出版社，20083.朱文涛《物理化学》（第一版）北京：清华大学出版社，2011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：无机化学、分析化学、高等数学 后续课程支撑： 物理化学实验、催化材料、材料电化学基础、材料物理性能 授课时间： [1-16 周] 周一 3-4 节；周三 3-4 节 授课地点：周一 3-4 节：6C-402;周三 3-4 节：6B-203 授课对象：材料科学与工程 2019 材料科学 1 班 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：崔立峰/教授；杨震宇/教授；邵蒙蒙/讲师 上课期间学生可自由提问；课后通过电话、E-mail、微信联系、材料学院办公室 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. 3. 朱文涛 《物理化学》(第一版) 北京：清华大学出版社，2011. 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：毕业要求支撑毕业要求指标点课程教学目标目标1：了解热力学、化学平衡、相平衡、电化学、化学能够将数学、自然科学、工程基础C1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础1动力学、界面现象和胶体化学各章节中内容，掌握基本概和专业知识用于解决材料科学与工和专业知识用于解决材料科学与工程领域复杂工程问题念、原理、重要公式、运算和应用程领域复杂工程问题目标2：联系高等数学里积分、微分概念以及有机、无机2能够应用数学、自然科学和工程科C2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科化学里基本化学反应方程，学会建立数理模型，分析数据，学的基本原理，识别、表达、并通学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析学会将建立的模型应用于分析工程问题、解决工程问题过文献研究分析材料科学与工程领材料科学与工程领域复杂工程问题，以获得有效结论域复杂工程问题，以获得有效结论目标3：学会建立物理、化学过程途径的设计，掌握物理能够基于科学原理并采用科学方法AC4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材化学课程中状态函数的求解，将其应用于设计实验，分析、对材料科学与工程领域复杂工程问料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包括设解决工程问题题进行研究，包括设计实验、分析计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合与解释数据、并通过信息综合得到理有效的结论合理有效的结论目标4：培养学生养成理论联系实际、科学严谨、认真细12.具有自主学习的能力，包括理解能C12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，致、实事求是的科学态度和职业道德有不断学习和适应发展的能力。力，归纳总结和提出问题的能力理论教学进程表教学模式学周支撑课授课教师时教学主题教学内容（重点、难点、课程思政融入点）（线上/混合式教学方法作业安排衣程目标数/线下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：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 1. 能够将数学、自然科学、工程基础 和专业知识用于解决材料科学与工 程领域复杂工程问题 C1. 工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础 和专业知识用于解决材料科学与工程领域复杂工 程问题 目标 2：联系高等数学里积分、微分概念以及有机、无机 化学里基本化学反应方程，学会建立数理模型，分析数据， 学会将建立的模型应用于分析工程问题、解决工程问题 2. 能够应用数学、自然科学和工程科 学的基本原理，识别、表达、并通 过文献研究分析材料科学与工程领 域复杂工程问题，以获得有效结论 C2．问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科 学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析 材料科学与工程领域复杂工程问题，以获得有效结 论 目标 3：学会建立物理、化学过程途径的设计，掌握物理 化学课程中状态函数的求解，将其应用于设计实验，分析、 解决工程问题 4. 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 C4．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 4：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 12. 具有自主学习的能力，包括理解能 力，归纳总结和提出问题的能力 C12．终身学习：具有自主学习和终身学习的意识， 有不断学习和适应发展的能力。 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 （线上/混合式 /线下 教学方法 作业安排 支撑课 程目标
课后作业+课程思置点：物理化学学科概述：理想气体状态政作业：（要求学方程：范德华方程：气体的临界性质目标课堂讲授+生每人阅读两篇绪论难点：对应状态原理和压缩因子图：1/2/3/4邵蒙蒙线下41小组讨论与化学发展有关气体的pVT关系课程思政融入点：理想气体状态方程的由的文章，并撰写来，历代伟人巨大贡献，培养学生的求真探500字心得）索精神重点：热力学第一定律基本概念（体系、环境、状态、功、热等）：体积功和热的计算目标课堂讲授+（AU、AH、O和W计算）1/2/3/4线下蒙蒙课后作业42热力学第一定律小组讨论难点：状态函数法及其应用课程思政融入点：介绍热力学第一定律的发现过程，培养学生求真探索精神目标重点：相变过程、理想气体绝热过程的特征，课堂讲授+1/2/3课后作业邵蒙蒙线下43热力学第一定律化学反应恰变小组讨论难点：相变、理想气体绝热过程计算课后作业+课程思重点：热力学第二定律的数学表达式，卡诺政作业（要求学循环与卡诺定理的意义目标课堂讲授+生查阅文献资料，难点：的导出：克劳修斯不等式：摘判据1/2/3/4线下邵蒙蒙.4热力学第二定律小组讨论了解热力学第二及其应用定律发现过程，并课程思政融入点：介绍热力学第二定律的发撰写500字心得）现过程，培养学生求真探索精神3
3 1 绪论 气体的 pVT 关系 邵蒙蒙 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； 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，培养学生的求真探 索精神 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 1/2/3/4 2 热力学第一定律 邵蒙蒙 4 重点：热力学第一定律基本概念（体系、环 境、状态、功、热等）；体积功和热的计算 （ΔU、ΔH、Q 和 W 计算） 难点：状态函数法及其应用 课程思政融入点：介绍热力学第一定律的发 现过程，培养学生求真探索精神 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目 标 1/2/3/4 3 热力学第一定律 邵蒙蒙 4 重点：相变过程、理想气体绝热过程的特征， 化学反应焓变 难点：相变、理想气体绝热过程计算 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标 1/2/3 4 热力学第二定律 邵蒙蒙 4 重点：热力学第二定律的数学表达式，卡诺 循环与卡诺定理的意义 难点：熵的导出；克劳修斯不等式；熵判据 及其应用 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+ 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 1/2/3/4
目标重点：亥姆霍兹函数和吉布斯函数：热力学课堂讲授+1/2/3邵蒙蒙线下课后作业热力学第二定律第三定律5小组讨论难点：几类典型过程炳变的计算重点：克拉佩龙方程与克-克方程：目标2热力学第二定律课堂讲授+难点：热力学基本方程及其应用1/2/3邵蒙蒙线下课后作业6小组讨论重点：偏摩尔量、化学势的概念：1多组分系统热力学难点：化学势目标重点：拉乌尔定律和亨利定律：稀溶液依数课堂讲授+1/2/3课后作业邵蒙蒙线下性7多组分系统热力学小组讨论难点：稀溶液的依数性目标重点：理想气体化学反应的等温方程：平衡课堂讲授+1/2/3邵蒙蒙线下课后作业8化学平衡常数的意义与表达方法小组讨论难点：化学平衡相关计算2期中考试目标重点：自由度的含义和相律：单组分系统相邵蒙蒙相平衡课堂讲授+o1/2/3线下课后作业图小组讨论难点：相律4
4 5 热力学第二定律 邵蒙蒙 4 重点：亥姆霍兹函数和吉布斯函数；热力学 第三定律 难点：几类典型过程熵变的计算 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标 1/2/3 6 热力学第二定律 邵蒙蒙 2 重点：克拉佩龙方程与克-克方程； 难点：热力学基本方程及其应用 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标 1/2/3 多组分系统热力学 2 重点：偏摩尔量、化学势的概念； 难点：化学势 7 多组分系统热力学 邵蒙蒙 4 重点：拉乌尔定律和亨利定律；稀溶液依数 性 难点：稀溶液的依数性 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标 1/2/3 8 化学平衡 邵蒙蒙 4 重点：理想气体化学反应的等温方程；平衡 常数的意义与表达方法 难点：化学平衡相关计算 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标 1/2/3 9 相平衡 邵蒙蒙 2 期 中 考 试 2 重点：自由度的含义和相律；单组分系统相 图 难点：相律 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标 1/2/3
重点：几种典型系统的相图与分析：杠杆规课堂讲授+目标崔立峰线下课后作业则：10相平衡小组讨论1/2/3难点：几种典型系统相图与分析课堂讲授+目标重点：几种典型系统相图与分析崔立峰线下课后作业a11相平衡小组讨论1/2/3难点：几种典型系统相图与分析重点：电解质溶液：法拉第定律：目标课堂讲授+离子迁移数：电导率、摩尔电导率的意义及杨震宇线下课后作业212电化学小组讨论1/2/3其与溶液浓度的关系难点：离子独立移动定律重点：标准电极电势及其应用（包括氧化能力的估计，平衡常数的计算等），电池的书写目标课堂讲授+杨震宇线下413电化学课后作业难点：对于所给的电池能熟练、正确地写出小组讨论1/2/3电极反应和电池反应并能计算其电动势：温度对电动势的影响及4rHm和ArSm的计算：极化作用：极化曲线与超电势重点：表面吉布斯函数、表面张力的概念：表面张力与温度的关系：弯曲表面的附加压目标课堂讲授+力产生的原因及其与曲率半径的关系，会使界面现象杨震宇线下课后作业142小组讨论1/2/3用杨一拉普拉斯公式进行简单计算：弯曲表面上的蒸气压，学会使用Kelvin公式难点：吉布斯吸附等温式：气-固表面的吸5
5 10 相平衡 崔立峰 4 重点：几种典型系统的相图与分析；杠杆规 则；难点：几种典型系统相图与分析 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标1/2/3 11 相平衡 崔立峰 4 重点：几种典型系统相图与分析 难点：几种典型系统相图与分析 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标1/2/3 12 电化学 杨震宇 4 重点：电解质溶液；法拉第定律； 离子迁移数；电导率、摩尔电导率的意义及 其与溶液浓度的关系 难点：离子独立移动定律 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标1/2/3 13 电化学 杨震宇 4 重点：标准电极电势及其应用（包括氧化能 力的估计，平衡常数的计算等），电池的书 写难点：对于所给的电池能熟练、正确地写出 电极反应和电池反应并能计算其电动势；温 度对电动势的影响及ΔrHm 和ΔrSm 的计 算；极化作用：极化曲线与超电势 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标1/2/3 14 界面现象 杨震宇 4 重点：表面吉布斯函数、表面张力的概念； 表面张力与温度的关系；弯曲表面的附加压 力产生的原因及其与曲率半径的关系，会使 用杨—拉普拉斯公式进行简单计算；弯曲表 面上的蒸气压，学会使用 Kelvin 公式 难点：吉布斯吸附等温式；气-固表面的吸 线下 课堂讲授+ 小组讨论 课后作业 目标1/2/3