《物理化学》教学大纲课程类别（必修/选修）：必修课程名称：物理化学课程英文名称：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：6C301、6B203授课时间：[1-16]周星期一[1-2]、星期三[1-2]授课对象：2019级高分子1班开课学院：材料科科学与工程学院任课教师姓名/职称：张东东讲师、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2楼高分子办公室提问和讨论。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 星期一 [1-2]、星期三 [1-2] 授课地点：6C301、6B203 授课对象： 2019 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、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 2 楼高分子办公室提问和讨论。 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 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的能力。 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（理解）：C1.工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基能将数学、自然科学、工程科学的语言了解热力学、化学和相平衡、电化学、化学动力学、表面工具用于高分子材料与工程领域复杂础和高分子材料专业知识用于解决高分子材料与工程问题的表述和胶体化学中的基本概念和定理工程领域的复杂工程问题。目标2（运用）：C2.问题分析：能够应用数学、自然科学和高分子能运用数学、自然科学及高分子材料与理解物理化学课程中理想状况下状态函数的求解，学会建材料工程的基本原理和技术，识别、表达、并通过工程的相关科学原理，识别和判断复杂立物理、化学过程途径的设计以达到目标函数的求解，将文献研究分析高分子材料与工程领域的复杂工程工程问题的关键环节其应用于分析、解决工程问题问题，以获得有效结论。目标3（分析）：能够根据对象特征，选择研究路线，设C4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对高联系高等数学里积分、微分概念以及有机、无机化学里基计实验方案：能够对实验结果进行分析分子材料与工程领域复杂工程问题进行研究，包括本化学反应方程，学会建立数理模型析解释数据和解释，并通过信息综合得到合理有效设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出的结论合理有效的结论。理论教学进程表教学模式授课敏学时敏学内容（重点、难点、课程思政融入支撑课周次教学主题教学方法（线上/混合式作业安排师数点)程目标/线下课后作业+课程思重点：物理化学学科概述：理想气体状课堂讲授态方程：范德华方程：气体的临界性质：政作业：（要求学目标1绪论张东东线下+小组讨生每人阅读两篇与难点：对应状态原理和压缩因子图：气体的pVT关系论课程思政融入点：介绍物理化学的发展化学发展有关的文历程，历代物理化学家的巨大贡献，培章，并撰写500字2
2 目标 1（理解）： 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 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 C1. 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（运用）： 理解物理化学课程中理想状况下状态函数的求解，学会建 立物理、化学过程途径的设计以达到目标函数的求解，将 其应用于分析、解决工程问题 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 C2．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（分析）： 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，学会建立数理模型析解释数据 能够根据对象特征，选择研究路线，设 计实验方案；能够对实验结果进行分析 和解释，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高 分子材料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、并通过信息综合得出 合理有效的结论。 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 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； 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 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 目标 1
心得）养学生的爱国精神。置点：热力学基本概念（体系、环境、课堂讲授目标1热力学第一定律基状态、功、热等）：第一定律张东东线下+小组讨课后作业42本概念和状态函数难点：热力学过程（恒温、恒压、绝热）论过程中AU、AH、Q和W计算课堂讲授热力学第一定律反重点：化学反应恰变：标准摩尔反应恰目标2张东东线下+小组讨课后作业4m应恰变计算和相关难点：基尔霍夫定律，节流膨胀与焦耳-论定律汤姆逊效应重点：热力学第二定律的意义及其与卡课堂讲授诺定理的联系卡诺循环与卡诺定理的意目标1热力学第二定律的张东东线下+小组讨课后作业4义：4意义及应用论难点：摘的导出：克劳修斯不等式：摘判据及其应用重点：热力学第二定律的数学表达式：热力学函数U、H、S、F、G的关系：热课堂讲授热力学第二定律的目标3力学第三定律：亥姆霍兹函数和吉布斯张东东线下+小组讨课后作业45状态函数数学表达函数论式难点：几类典型过程摘变的计算：克拉佩龙方程与克-克方程重点：溶液浓度的各种表示方法：偏摩目标1课堂讲授多组分系统热力学课后作业张东东线下46尔量、化学势的概念（溶液）+小组讨难点，拉乌尔定律和享利定律3
3 养学生的爱国精神。 心得） 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 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 难点：基尔霍夫定律，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 热力学第二定律的 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；难点：熵的导出；克劳修斯不等式；熵 判据及其应用 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1 5 热力学第二定律的 状态函数数学表达 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、F、G 的关系；热 力学第三定律；亥姆霍兹函数和吉布斯 函数难点：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 3 6 多组分系统热力学 （溶液） 张东东 4 重点：溶液浓度的各种表示方法；偏摩 尔量、化学势的概念 难点：拉乌尔定律和亨利定律 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 课后作业 目标 1
论重点：理想液态混合物和理想稀溶液模课堂讲授多组分系统热力学型：各组分的化学势的计算，稀溶液的目标2张东东线下+小组讨课后作业47（理想溶液相关概依数性论念与计算）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，反应等温式课后作业+课程思课堂讲授化学平衡（化学反难点：标准摩尔反应吉布斯自由能与平目标1政作业：（人生方线下+小组讨张东东48应方程式与平衡常衡常数的关系程的平衡与影响机论数）课程思政融入点：从化学平衡的角度贯制探索）穿人生天平所需的平衡，引入当代优秀的科学家事迹张东东、2期中考试汪文龙9化学平衡的判定课堂讲授目标2重点：平衡常数与温度、压力的关系，张东东2线下+小组讨课后作业难点：真实气体及混合物的化学平衡论重点：范特霍夫方程，影响化学平衡的目标3化学平衡（化学平课堂讲授张东东线下210因素衡计算）+小组讨难点：化学平衡相关计算4
4 论 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 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） 张东东 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 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 9 化学平衡的判定 张东东、 汪文龙 2 期中考试 张东东 2 重点：平衡常数与温度、压力的关系， 难点：真实气体及混合物的化学平衡 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 2 10 化学平衡（化学平 衡计算） 张东东 2 重点： 范特霍夫方程，影响化学平衡的 因素 难点：化学平衡相关计算 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 目标 3
论重点：相、组分数和自由度，相律，自相平衡张东东2课后作业由度的含义和相律的推导基本概念难点：单组分系统相图重点：杠杆规则：二组分相图课堂讲授目标1相平衡（二组分相难点：互溶的双液系的P-X相图及T-X线下+小组讨张东东4课后作业11图）相图，步冷曲线，几种典型系统的相图论与分析重点：电解质溶液：法拉第定律：离子迁移数：电导率、摩尔电导率的意课堂讲授电化学目标1义及其与溶液浓度的关系线下张东东+小组讨课后作业412电解质溶液的基本难点：电解质的离子平均活度系数的意论概念与理论义：电解质溶液理论（主要是离子氛的概念）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），电池的书写电化学课后作业+课程思课堂讲授难点：对于所给的电池能熟练、正确地目标2电池的书写与电动政（每位同学翻译1张东东线下+小组讨413写出电极反应和电池反应并能计算其电势的计算以及极化篇高分子材料在电论动势：温度对电动势的影响及ArHm和概念池中应用的文章ArSm的计算：极化作用：极化曲线与超电势课程思政融入点：介绍2019年诺贝尔化5
5 论 相平衡 基本概念 张东东 2 重点：相、组分数和自由度，相律，自 由度的含义和相律的推导 难点：单组分系统相图 课后作业 11 相平衡（二组分相 图） 张东东 4 重点：杠杆规则；二组分相图 难点：互溶的双液系的 P-X 相图及 T-X 相图，步冷曲线，几种典型系统的相图 与分析 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1 12 电化学 电解质溶液的基本 概念与理论 张东东 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：电解质的离子平均活度系数的意 义；电解质溶液理论（主要是离子氛的 概念） 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业 目标 1 13 电化学 电池的书写与电动 势的计算以及极化 概念 张东东 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 课程思政融入点：介绍 2019 年诺贝尔化 线下 课堂讲授 + 小 组 讨 论 课后作业+课程思 政（每位同学翻译 1 篇高分子材料在电 池中应用的文章 目标 2