湖南大学化学化工学院本科专业(2018版)课程教学大纲 《物理化学B》教学大纲 一、课程基本信息 开课单位 化学化工学院 课程代码 CE04014 课程名称 物理化学B 英文名称 Physical chemistry B 课程性质 学类核心 学分 3 64=大班授课48学时+实验 总学时 先修课程 高等数学 16学时 开课学期 第五学期 适应专业 给排水 二、课程描述 中文： 物理化学作为化学的一个二级学科，是化学学科的理论基础，历史上也曾称作"理论化学"。物理化学综合运 用数学、物理等基础科学的理论和实验方法来研究化学过程中的平衡规律、速率规律以及这些规律与微观结构的 关系。物理化学是化工、材料、轻工、生物、制药、给排水等专业的必修课，物理化学课程对上述专业的学生进 行后续课程的学习具有重要的基础性作用。 物理化学的主要内容包括化学热力学、化学动力学、化学平衡、相平衡、电化学、表面现象、胶体与大分子 等内容，统计热力学、结构化学部分不作要求。 英文： As a secondary discipline of chemistry,physical chemistry is the theoretical basis of chemical disciplines,so also known as "chemical theory"in history.Integrated use of mathematics,physics,physical chemistry and other basic science theories and experimental methods to study the chemical equilibrium rule,rate rule in process,and the relationship between the law and microstructure.Physical chemistry is the chemical industry,materials,light industry, biological,pharmaceutical,water supply-drainage,and other professionals required course,therefore,the physical chemistry course teaching level directly affects the student to the subsequent course of study. The main content of physical chemistry includes chemical thermodynamics,chemical kinetics,chemical equilibrium, phase equilibrium,electrochemistry,surface and colloid and macromolecular,while statistical thermodynamics and chemical structure parts are not required. 三、课程内容 (一)课程教学目标 15
湖南大学化学化工学院本科专业（2018 版）课程教学大纲 15 《物理化学 B》教学大纲 一、课程基本信息 开课单位 化学化工学院 课程代码 CE04014 课程名称 物理化学 B 英文名称 Physical chemistry B 课程性质 学类核心 学分 3 总 学 时 64=大班授课 48 学时+实验 16 学时 先修课程 高等数学 开课学期 第五学期 适应专业 给排水 二、课程描述 中文： 物理化学作为化学的一个二级学科，是化学学科的理论基础，历史上也曾称作"理论化学"。物理化学综合运 用数学、物理等基础科学的理论和实验方法来研究化学过程中的平衡规律、速率规律以及这些规律与微观结构的 关系。物理化学是化工、材料、轻工、生物、制药、给排水等专业的必修课，物理化学课程对上述专业的学生进 行后续课程的学习具有重要的基础性作用。 物理化学的主要内容包括化学热力学、化学动力学、化学平衡、相平衡、电化学、表面现象、胶体与大分子 等内容，统计热力学、结构化学部分不作要求。 英文： As a secondary discipline of chemistry, physical chemistry is the theoretical basis of chemical disciplines, so also known as "chemical theory" in history. Integrated use of mathematics, physics, physical chemistry and other basic science theories and experimental methods to study the chemical equilibrium rule, rate rule in process, and the relationship between the law and microstructure. Physical chemistry is the chemical industry, materials, light industry, biological, pharmaceutical, water supply-drainage, and other professionals required course, therefore, the physical chemistry course teaching level directly affects the student to the subsequent course of study. The main content of physical chemistry includes chemical thermodynamics, chemical kinetics, chemical equilibrium, phase equilibrium, electrochemistry, surface and colloid and macromolecular, while statistical thermodynamics and chemical structure parts are not required. 三、课程内容 （一）课程教学目标
湖南大学化学化工学院本科专业(2018版)课程教学大纲 1、通过本课程的学习，学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理，加深对自然现象本质的认识。 掌握热力学和动力学理论的研究方法，物理化学的基本计算方法。 2、通过本课程的学习，使学生学会物理化学的科学思维方法，学会归纳和演绎等一般的科学方法，由假设 和模型上升为理论的方法，培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力，培养学生自觉获取知识，并用这些 知识来解决实际问题的能力。 (二)基本教学内容 第一章、气体分子运动理论 教学目的与要求：掌握理想气体状态方程及模型，理解真实气体的状态方程经典修正模型，理解压缩因子。 教学重点： 1.理想气体状态方程 2.真实气体的状态方程经典模型 3.压缩因子 教学难点： 1.真实气体的状态方程修正思路 2.压缩因子 教学内容： 1.1气体运动理论与理想气体方程 1.气体分子动理论的基本公式 2.压力和温度的统计概念 3.理想气体方程 1.2实际气体的液化及临界参数(（自学) 1.液体的饱和蒸气压 2.临界参数 1.3实际气体范德华方程 1.实际气体分子间力 2.范德华方程 1.4对应状态原理及普适化压缩因子图 1.实际气体压缩因子 2.对应状态原理（自学） 学时分配：2学时 第二章热力学第一定律及其应用 教学目的与要求：理解平衡状态，状态函数，可逆过程等基本概念，掌握热力学第一定律理论及应用。理解 热力学能、焓、化学计量数、反应进度、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、热容、相变焓的概念及应用。掌握 在物质的P、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、焓变化的计算方法。 教学重点： 16
湖南大学化学化工学院本科专业（2018 版）课程教学大纲 16 1、通过本课程的学习，学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理，加深对自然现象本质的认识。 掌握热力学和动力学理论的研究方法，物理化学的基本计算方法。 2、通过本课程的学习，使学生学会物理化学的科学思维方法，学会归纳和演绎等一般的科学方法，由假设 和模型上升为理论的方法，培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力，培养学生自觉获取知识，并用这些 知识来解决实际问题的能力。 （二）基本教学内容 第一章、气体分子运动理论 教学目的与要求：掌握理想气体状态方程及模型，理解真实气体的状态方程经典修正模型，理解压缩因子。 教学重点： 1. 理想气体状态方程 2. 真实气体的状态方程经典模型 3. 压缩因子 教学难点： 1. 真实气体的状态方程修正思路 2. 压缩因子 教学内容： 1.1 气体运动理论与理想气体方程 1. 气体分子动理论的基本公式 2. 压力和温度的统计概念 3. 理想气体方程 1.2 实际气体的液化及临界参数（自学） 1. 液体的饱和蒸气压 2. 临界参数 1.3 实际气体范德华方程 1. 实际气体分子间力 2. 范德华方程 1.4 对应状态原理及普适化压缩因子图 1. 实际气体压缩因子 2. 对应状态原理（自学） 学时分配：2 学时 第二章 热力学第一定律及其应用 教学目的与要求：理解平衡状态，状态函数，可逆过程等基本概念，掌握热力学第一定律理论及应用。理解 热力学能、焓、化学计量数、反应进度、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、热容、相变焓的概念及应用。掌握 在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、焓变化的计算方法。 教学重点：
湖南大学化学化工学院本科专业(2018版)课程教学大纲 1.平衡状态，状态函数，可逆过程 2.热力学第一定律的叙述及数学表达式 3.热力学能、焓、标准摩尔生成焓、相变焓的概念及应用。 4.在物质的P、V、T变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、焓变化计算。 教学难点： 1.可逆过程和焓的概念。 2.在物质的P、V、T变化，相变化及化学变化过程中热、功和热力学能、焓变的计算。 教学内容： 2.1热力学第一定律 1.热力学基本概念 2.热力学第一定律的数学表达 3.准静态过程与可逆过程 2.2焙和热容 1.焓 2.热容 2.3热力学第一定律对理想气体的应用 1.Gay-Lussac-Joule实验（自学） 2.理想气体的焓 3.绝热过程的功和过程方程式 2.4热化学 1.反应的等容和等压热效应 2.反应进度与摩尔焓变 3.标准摩尔焓变 4.Hess定律 5.几种热效应数据 6.反应焓变与温度的关系—Kirchhoff定律（自学） 7.绝热反应一非等温反应 学时分配：6学时 第三章热力学第二定律与热力学基本函数 教学目的与要求：掌握热力学第二、第三定律的叙述及数学表达式。理解熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、 标准熵及标准生成吉布斯函数、饱和蒸汽压的定义及应用。掌握在物质的P、V、T变化，相变化及化学变化过 程中熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数变化值的计算，理解并会用热力学基本方程，了解麦克斯韦关系式的推导， 掌握热力学公式的适用条件，掌握熵增原理及平衡判据的一般准则。 教学重点： 1.热力学第二定律的叙述及数学表达式。 2.熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数的概念及应用。 17
湖南大学化学化工学院本科专业（2018 版）课程教学大纲 17 1. 平衡状态，状态函数，可逆过程 2. 热力学第一定律的叙述及数学表达式 3. 热力学能、焓、标准摩尔生成焓、相变焓的概念及应用。 4. 在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中计算热、功和热力学能、焓变化计算。 教学难点： 1. 可逆过程和焓的概念。 2. 在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过程中热、功和热力学能、焓变的计算。 教学内容： 2.1 热力学第一定律 1. 热力学基本概念 2. 热力学第一定律的数学表达 3. 准静态过程与可逆过程 2.2 焓和热容 1. 焓 2. 热容 2.3 热力学第一定律对理想气体的应用 1. Gay-Lussac-Joule 实验（自学） 2. 理想气体的焓 3. 绝热过程的功和过程方程式 2.4 热化学 1. 反应的等容和等压热效应 2. 反应进度与摩尔焓变 3. 标准摩尔焓变 4. Hess 定律 5. 几种热效应数据 6. 反应焓变与温度的关系——Kirchhoff 定律（自学） 7. 绝热反应——非等温反应 学时分配：6 学时 第三章 热力学第二定律与热力学基本函数 教学目的与要求：掌握热力学第二、第三定律的叙述及数学表达式。理解熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、 标准熵及标准生成吉布斯函数、饱和蒸汽压的定义及应用。掌握在物质的 p、V、T 变化，相变化及化学变化过 程中熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数变化值的计算，理解并会用热力学基本方程，了解麦克斯韦关系式的推导， 掌握热力学公式的适用条件，掌握熵增原理及平衡判据的一般准则。 教学重点： 1. 热力学第二定律的叙述及数学表达式。 2. 熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数的概念及应用
湖南大学化学化工学院本科专业(2018版)课程教学大纲 3.过程变化中的熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数的计算。 4.热力学公式的适用条件，掌握熵变判断反应方向与限度的一般准则。 教学难点： 1.熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数的概念及计算。 2.克劳修斯不等式和熵增原理与过程方向与程度联系。 教学内容： 3.1热力学第二定律 1.自发变化的共同特征一不可逆性 2.热力学第二定律文字表达 3.2 Carnot定理 3.3熵的概念 L.Carnot循环的热温商 2.Clausius熵的引出 3.Clausius不等式 4.熵增加原理 3.4物理变化过程的熵变计算 1.等温过程中熵的变化值 2.非等温过程中熵的变化值 3.5热力学第二定律的本质和熵的统计意义 1.热力学第二定律的本质 2.熵和热力学概率的关系 一Boltzmann公式（自学） 3.6 Helmholtz自由能和Gibbs自由能 1.为什么要定义新函数？ 2.Helmholtz自由能 3.Gibbs自由能 3.7△G的计算示例 1.等温物理变化中的△G的计算 2.化学反应的△G的计算 3.8热力学函数之间的关系 1.基本公式 2.Gibbs自由能与温度的关系一Gibbs-Helmholtz方程 3.9热力学第三定律与规定熵 1.热力学第三定律的由来 2.规定熵值 3.化学反应的熵变计算 学时分配：8学时 18
湖南大学化学化工学院本科专业（2018 版）课程教学大纲 18 3. 过程变化中的熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数的计算。 4. 热力学公式的适用条件，掌握熵变判断反应方向与限度的一般准则。 教学难点： 1. 熵、吉布斯函数、亥姆霍兹函数、标准熵及标准生成吉布斯函数的概念及计算。 2. 克劳修斯不等式和熵增原理与过程方向与程度联系。 教学内容： 3.1 热力学第二定律 1. 自发变化的共同特征——不可逆性 2. 热力学第二定律文字表达 3.2 Carnot 定理 3.3 熵的概念 1. Carnot 循环的热温商 2. Clausius 熵的引出 3. Clausius 不等式 4. 熵增加原理 3.4 物理变化过程的熵变计算 1. 等温过程中熵的变化值 2. 非等温过程中熵的变化值 3.5 热力学第二定律的本质和熵的统计意义 1. 热力学第二定律的本质 2. 熵和热力学概率的关系——Boltzmann 公式（自学） 3.6 Helmholtz 自由能和 Gibbs 自由能 1. 为什么要定义新函数？ 2. Helmholtz 自由能 3. Gibbs 自由能 3.7 G 的计算示例 1. 等温物理变化中的G 的计算 2. 化学反应的G 的计算 3.8 热力学函数之间的关系 1. 基本公式 2. Gibbs 自由能与温度的关系——Gibbs-Helmholtz 方程 3.9 热力学第三定律与规定熵 1. 热力学第三定律的由来 2. 规定熵值 3. 化学反应的熵变计算 学时分配：8 学时
湖南大学化学化工学院本科专业(2018版)课程教学大纲 第四章多组分系统热力学与化学势 教学目的与要求：理解偏摩尔量及化学势，理想液态混合物、理想稀溶液的概念。掌握拉乌尔定律及亨利定 律的应用。理解稀溶液的依数性，了解稀溶液依数性公式有关计算。 教学重点： 1.偏摩尔量及化学势的概念 2.拉乌尔定律及亨利定律计算和应用 3.稀溶液的依数性 教学难点： 1.偏摩尔量及化学势的概念及应用 教学内容： 4.1偏摩尔量 1.问题的提出 2.偏摩尔量的定义 3.偏摩尔量的性质与关系 4.2化学势 1.化学势的定义 2.化学势在相平衡中的应用 4.3气体混合物中各组分的化学势（自学) 1理想气体及其混合物的化学势 4.4拉乌尔定律和亨利定律 1.拉乌尔定律 2.亨利定律 3.拉乌尔定律与亨利定律的微观解释 4.乌拉尔定律与亨利定律的对比 4.5理想液态混合物（自学) 1.理想液态混合物定义 2.理想液态混合物中任一组分的化学势 3.理想液态混合物的通性 4.6理想稀溶液中任一组分的化学势（自学) 1.理想稀溶液的定义 2.溶剂的化学势 3.溶质的化学势 4.7稀溶液的依数性 1.凝固点降低 2.沸点升高 3.渗透压 学时分配：4学时 19
湖南大学化学化工学院本科专业（2018 版）课程教学大纲 19 第四章 多组分系统热力学与化学势 教学目的与要求：理解偏摩尔量及化学势，理想液态混合物、理想稀溶液的概念。掌握拉乌尔定律及亨利定 律的应用。理解稀溶液的依数性，了解稀溶液依数性公式有关计算。 教学重点： 1. 偏摩尔量及化学势的概念 2. 拉乌尔定律及亨利定律计算和应用 3. 稀溶液的依数性 教学难点： 1. 偏摩尔量及化学势的概念及应用 教学内容： 4.1 偏摩尔量 1.问题的提出 2. 偏摩尔量的定义 3. 偏摩尔量的性质与关系 4.2 化学势 1. 化学势的定义 2. 化学势在相平衡中的应用 4.3 气体混合物中各组分的化学势（自学） 1.理想气体及其混合物的化学势 4.4 拉乌尔定律和亨利定律 1. 拉乌尔定律 2. 亨利定律 3. 拉乌尔定律与亨利定律的微观解释 4. 乌拉尔定律与亨利定律的对比 4.5 理想液态混合物（自学） 1. 理想液态混合物定义 2. 理想液态混合物中任一组分的化学势 3. 理想液态混合物的通性 4.6 理想稀溶液中任一组分的化学势（自学） 1. 理想稀溶液的定义 2. 溶剂的化学势 3. 溶质的化学势 4.7 稀溶液的依数性 1. 凝固点降低 2. 沸点升高 3. 渗透压 学时分配：4 学时