第一篇：2015物理化學教學大綱

《物理化學》教學大綱

一、課程概述

課程名稱（中文）： 物理化學

（英文）： Physical Chemistry 課程性質：專業基礎必修課 課程代碼：BT7605 總學時（包括學時分配）：64 學 分：4 適用專業：材料科學與工程 高分子材料與工程 先修課程： 無機與分析化學 高等數學

二、課程的性質和目的

本課程是材料科學與工程及高分子材料與工程專業的專業必修課。它是從化學現象與物理現象的聯系入手以尋求化學變化基本規律的學科。其教學目的是：通過本課程的學習，使學生牢固地掌握物理化學基礎理論知識和計算方法，同時還應得到一般科學方法的進一步訓練，增長提出問題、分析問題、解決問題的能力，特別是要通過熱力學和動力學的學習，使學生進一步熟悉從實驗結果出發進行歸納和演繹及由假象和模型上升為理論，并結合具體條件應用理論解決實際問題的一般科學方法。

三、課程教學的基本要求

通過本課程的教學使學生：掌握化學熱力學、化學動力學和電化學等基本概念和基本理論，培養他們運用所學理論知識去解決實際問題的能力，為培養合格的專業人才打下良好的基礎。

四、理論教學內容與學時分配（1）緒論、熱力學第一定律(10學時)1．掌握熱力學基本概念（內能、熱、功、焓、熱容）和熱力學第一定律。

2．掌握熱力學過程（恒溫、恒壓、絕熱），可逆過程、可逆、不可逆過程熱、功的計算。3．掌握化學反應熱的計算、基爾霍夫定律。

（2）熱力學第二定律（8學時）

1．掌握熱力學第二、三定律。

2．掌握熱力學函數熵S、亥姆霍茲自由焓 A、吉布斯函數 G。3．理解各熱力學函數的基本關系。

4．掌握化學反應過程熱力學函數的計算及體系自發過程的判斷法。

（3）化學勢（6學時）

1．掌握拉烏爾定律，亨利定律，偏摩爾量，化學勢，理想溶液、逸度、活度的基本概念。2．掌握理想、非理想氣體、溶液各組分化學勢的計算。3．掌握稀溶液的依數性。

（4）化學平衡（6學時）

1．掌握化學反應等溫方程式，標準摩爾反應吉布斯自由焓與平衡常數的關系。2．掌握不同化學平衡常數表示法之間的關系。

3．掌握平衡常數與溫度、壓力的關系，影響化學平衡的因素。

（5）多相平衡（10學時）

1．掌握相、組分數和自由度，相律。

2．掌握單組份相圖（水的相圖），克勞修斯-克拉佩龍方程。

3．掌握二組分體系相圖，互溶的雙液系的 P — X 相圖及T — X 相圖，步冷曲線。4．掌握杠桿規則在相圖中的應用。

（6）電化學（8學時）

1．掌握摩爾電導率與溶液濃度的關系、離子獨立移動定律、電導測定的應用；電解質平均活度及活度系數的計算。

2．掌握可逆電池的熱力學、電動勢與標準摩爾反應吉布斯自由能的關系，能斯特方程。3．掌握電極反應的書寫、電池的設計和電動勢的計算及其應用。

4．掌握電極的極化作用、超電勢的原理及計算、溶液中不同成分的分離原理。

（7）表面現象與分散系統（8學時）

1．掌握表面現象，表面吉布斯函數，附加壓力產生的原因及與曲率半徑的關系，楊—拉普拉斯公式，開爾文公式，毛細管現象。

2．掌握吉布斯吸附等溫式，氣—固表面的吸附本質及吸附等溫線的主要類型。3．理解表面活性物質的定義，表面活性劑的大致分類。

4．掌握分散系統，膠體的制備及膠體體系的主要特點，電解質溶液對膠體穩定性的影響，電解質聚沉能力的判斷，溶膠的膠團結構的書寫與雙電層理論。

（8）化學動力學基本原理（6學時）

1．掌握反應速率的表示法、基元反應、反應的速率公式及反應級數。2．掌握活化能，阿侖尼烏斯經驗公式及其應用。（9）習題課（2學時）

1.集中講解習題中錯誤較多的難題。

2.對重點需要掌握的知識點進行復習鞏固。

五、實驗教學內容與學時分配（有課內實驗的課程請填寫此項）

本課程實驗單獨開課。

六、教學方法建議

教學方法的原則建議：根據工科院校材料科學與工程專業的特點，精簡教學內容，強化熱力學基礎理論在相關章、節中的應用；重視物理化學最基本知識的講解和運用。同時，注重理論知識與實踐相結合，多運用理論知識來解釋生活及化學研究中的實際問題。

七、考核方式及成績評定

考核方式：采用期末閉卷考試與平時考核結合的方法。成績評定：平時30％，期末考試70％。

八、教材與主要參考資料

推薦教材： 印永嘉等編 《物理化學簡明教程》（第四版），高等教育出版社，2007.8 參考書目： 1.傅獻彩等編 物理化學（第四版）高等教育出版社 1990 2.朱傳征等編

物理化學

科學出版社 2000 3.天津大學編

物理化學（第四版）高等教育出版社 2001 4.韓德剛等編 物理化學

高等教育出版社 2001

九、說明

由于專業和課時限制，教材中統計熱力學部分不做講授要求。

執筆人：向翠麗

審核人：張煥芝 2015年5月21日

第二篇：物理化學教學大綱

物理化學教學大綱

物理化學是化學系各專業的一門重要基礎課程。物理化學的基本原理被廣泛地運用到其它分支學科。學好本課程, 可加深對無機化學、有機化學、分析化學等相關課程的理解。基礎物理化學課程的重點在于掌握熱力學處理問題的方法和化學動力學的基本知識，掌握統計熱力學的基本原理和了解本學科的新進展。

熱力學第一定律

熱力學的基本概念：體系、環境、狀態、熱力學平衡態、功、熱及其符號、孤立體系、封閉體系、開放體系等

熱力學第一定律；內能U的概念；狀態函數與過程量

可逆過程、不可逆過程、準靜過程、自發過程

焓H的定義；等壓過程的熱效應與焓變的關系

理想氣體的定義與性質；各種過程的Q、W、?U、?H的計算

實際氣體的性質；等焓過程，焦－湯效應及焦湯系數

赫斯定律；反應焓的計算；物質的生成焓、燃燒焓、離子生成焓、溶解熱和稀釋熱

基爾霍夫定律；絕熱反應*

熱化學的現代進展*；生物熱化學及其應用*

熱力學第二定律

熱力學第二定律；自發過程的共同性質

卡諾循環；卡諾定理；熵函數的定義及物理意義

熵增原理；熱力學第二定律的微觀意義

赫氏自由能F；吉布斯自由能G

熱力學的熵判據、赫氏自由能判據、吉布斯自由能判據及適用條件

熱力學基本關系式；麥克斯韋關系式

常見過程的熱力學函數改變值的計算；吉布斯－赫姆霍茲公式

偏摩爾量；偏摩爾量集合公式

化學勢的定義和物理意義

多組分體系熱力學；復相多組分體系熱力學

熱力學第三定律；物質的規定熵

熱力學非平衡態熱力學簡介；耗散體系知識簡介

*

*

溶 液

理想氣體化學勢；理想氣體混合物

實際氣體；范德華狀態方程；氣體逸度的概念和計算

物質的臨界狀態和對比態；對比態原理；牛頓圖

溶液濃度的各種表示法及其相互間的關系

拉烏爾定律；亨利定律

理想溶液的定義；理想溶液的化學勢；理想溶液的性質

理想稀溶液；溶劑化學勢；溶質化學勢；各種標準狀態和標態化學勢的物理意義

稀溶液的依數性：沸點上升；凝固點下降；滲透壓

非理想溶液；活度及活度系數；溶液活度的測定；活度的計算

滲透系數；超額函數

吉布斯－杜亥姆公式；杜亥姆－馬居爾公式*

分配定律*

相 律

相律；體系的物種數、相數、獨立組份數和自由度之間的關系

單組份相圖；克拉貝龍方程、克拉貝龍－克勞修斯方程；水的相圖；硫的相圖

二組份相圖；二元理想溶液的T－x圖和p-x圖；非理想二元溶液的相圖；精餾原理；互不相溶的二元液體體系相圖；水蒸汽蒸餾原理；各類二元凝聚體系相圖；步冷曲線；二級相變；氦的相圖；金屬的居里點

三組份的等邊三角形相圖*；三元鹽水體系相圖*；三元液體體系相圖*；杠桿原理在相圖中的運用*

利用相圖分離提純物質的基本原理*

化 學平衡

化學反應進行的進度；反應的條件；化學反應等溫式

氣相反應的熱力學平衡常數；平衡常數與反應?rGm的關系

溶液中的化學反應的平衡常數；復相反應的平衡常數

熱力學平衡常數與各種經驗平衡常數之間的關系

物質的標準生成吉布斯自由能；物質的規定吉布斯自由能；化學反應?rGm的計算

溫度、壓力、惰性氣體對反應平衡的影響

化學反應的同時平衡；絕熱反應的平衡*；反應方向的判斷

0

0

電化學

溶液電導率；摩爾電導率；離子獨立移動定理 離子的遷移數；遷移數的測定

電解質的活度理論；強電解質的溶液理論；德拜－休克爾極限定律

電池表示法；電極電勢的規定和計算；能斯特方程；電池電動勢與電極電勢的關系

電池電動勢與?rGm0、?rHm0、?rSm0的關系

電動勢產生的機理；電池電動勢的計算及應用

熱力學體系的電勢－pH圖

電極過程動力學：分解電壓；極化作用產生的原理 超電勢的產生原因；超電勢的計算；超電勢在電解中的應用 金屬的腐蝕；金屬防腐的方法* 化學電源的類型和應用*

統計熱力學

統計力學的基本方法；宏觀態和微觀態；相空間*；相體積*；微觀態的幾率；等幾率原理

統計系綜原理*；體系的配分函數*；熱力學函數的統計力學表達式

玻色－愛因斯坦統計*；費米－狄拉克統計*；玻爾茲曼統計

最可幾分布；玻爾茲曼分布律；熵的統計力學解釋

理想氣體的統計理論；分子的配分函數；由分子配分函數求熱力學函數的表達式

分子的核配分函數；電子配分函數；平動配分函數、轉動配分函數、振動配分函數及其對熱力學函數的貢獻

氣體的熱容理論；固體的熱容理論

理想氣體化學勢的統計力學表達式*；理想氣體反應的平衡常數

由自由能函數和熱焓函數求反應平衡常數

化學動力學

反應進度的概念；化學反應速率的表示法

一級反應、二級反應、零級反應、三級反應的速率方程、動力學方程及其特征

簡單反應級數的確定；速率常數的意義、測定方法和計算

對峙反應、平行反應、連續反應的動力學速率方程式及其特點；

溫度對反應速率的影響；反應的活化能及其物理意義

反應的歷程和反應機理；反應機理的擬定；用穩態法、平衡近似法推導反應的速率方程式

化學反應速率的碰撞理論

過渡態理論；反應活化焓、反應活化熵、反應活化吉布斯自由能

鏈式反應；光化學反應

分子反應動力學理論簡介*

快速反應動力學理論簡介*

振蕩反應理論簡介*

催化反應動力學

催化反應的特點；催化劑的催化原理；催化劑的中毒和特點

氣固相催化反應的一般歷程和速率方程式

溶液相中的催化反應；溶劑的影響

酸堿催化反應；絡合催化反應

酶催化反應及米氏常數*

界面及膠體化學

表面張力、表面吉布斯自由能；表面張力與溫度的關系

彎曲表面的附加壓力；彎曲表面的蒸汽壓

吉布斯等溫吸附式；各項的物理意義、公式的應用和簡單計算

表面活性物質的性質及其作用機理

表面活性劑的分類

液－液、液－固界面的鋪展、接觸角和潤濕

氣－固表面的吸附；吸附等溫線的主要類型

膠體分散體系的基本特征；膠體的熱力學和動力學性質；

膠體的穩定性；電解質對溶膠穩定性的影響；電解質的聚沉能力

聚合物分子量的測定方法；天然大分子、凝膠的初步概念

納米材料知識簡介*

*：打星號內容不作要求

第三篇：物理化學教學大綱

《物理化學》課程教學大綱

簡介：

物理化學課程是化工類專業重要理論基礎課，其內容主要包括：化學熱力學、統計熱力學、化學動力學三大部分。其先行課要求學生學習高等數學、大學物理、無機化學、分析化學、有機化學。

物理化學是從化學變化和物理變化聯系入手，采用數學的手段研究化學變化的規律的一門科學。研究方法多采取理想化方法，集抽象思維和形象思維，其實驗是采用物理實驗的方法。

化學熱力學采用經典的熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力學第三定律，從宏觀上研究化學變化過程的規律，通過理論計算來判斷化學反應的方向和限度（化學平的衡位置）、以及平衡狀態時系統的相變化、界面變化、電化學變化、膠體化學變化的規律，同時，研究影響這些變化規律的因素（如：溫度、壓力、濃度、組成等等）。

統計熱力學則從微觀上，用統計學的方法，研究化學反應的變化規律。試圖通過理論的計算熱力學的狀態函數。

化學動力學研究化學反應的速率和機理，以及影響化學反應速率的條件（如：溫度、壓力、濃度、組成、催化劑等等）。通過化學反應的條件控制化學反應的進行，通過化學反應機理的研究，確定化學反應的速率方程。

第一章 氣體的pVT性質

考核內容：

一、理想氣體的狀態方程

二、理想氣體混合物

三、氣體的液化及臨界參數

四、真實氣體狀態方程

五．對應狀態原理及普遍化壓縮因子圖

第二章

熱力學第一定律

考核內容：

一、熱力學基本概念

二、熱力學第一定律

三、恒容熱、恒壓熱，焓

四、熱容，恒容變溫過程、恒壓變溫過程1．熱容

五、焦爾實驗，理想氣體的熱力學能、焓

七、相變化過程1．相變焓

八、化學計量數、反應進度和標準摩爾反應焓

九、由標準標準摩爾生成焓與標準摩爾燃燒計算標準摩爾反應焓

十、節流膨脹與焦爾——湯姆遜效應

第三章

熱力學第二定律

考核內容：

一、卡諾循環

二、熱力學第二定律

三、熵, 熵增加原理

四、單純pVT變化熵變的計算

五、相變過程熵變的計算

六、熱力學第三定律和化學變化過程熵變的計算

七、亥姆霍茲函數和吉布斯函數

八、熱力學基本方程

九、克拉佩龍方程

十、吉布斯一亥姆霍茲方程和麥克斯韋關系式

第四章

多組分系統熱力學

考核內容：

一、偏摩爾量

二、化學勢

三、氣體組分的化學勢

四、拉烏爾定律和亨利定律

五、理想液態混合物

六、理想稀溶液

七、稀溶液的依數性 *

八、逸度與逸度因子 *

九、活度及活度因子

第五章

化學平衡

考核內容：

一、化學反應的等溫方程

二、理想氣體化學反應的標準平衡常數

三、溫度對標準平衡常數的影響

四、其它因素對理想氣體化學平衡的影響

*

五、同時反應平衡組成的計算 *

六、真實氣體反應的化學平衡 *

七、混合物和溶液中的化學平衡

第六章

相平衡

考核內容：

一、相律 二．杠桿規則

三、單組分系統相圖 四、二組分理想液態混合物的氣一液平衡相圖 五、二組分真實液態混合物的氣一液平衡相圖 六、二組分液態部分互溶系統及完全不互溶系統的氣一液平衡相圖 七、二組分固態不互溶系統液一固平衡相圖八、二組分固態互溶系統液一固平衡相圖

九、生成化合物的二組分凝聚系統相圖

第七章

電化學

考核內容：

一、電解質溶液的導電機理及法拉第定律

二、離子遷移數

三、電導、電導率和摩爾電導率

四、電解質的平均離子活度因子及德拜一休克爾極限公式

五、可逆電池及其電動勢的測定

六、原電池熱力學

七、電極電勢和液體接界電勢

八、電極的種類

九、原電池設計舉例

*

十、分解電壓

*

十一、極化作用

第九章 統計熱力學初步

考核內容：

一、粒子各種運動形式的能級及能級的簡并度

二、能級分布的微觀狀態數及系統的總微態數

三、最概然分布與平衡分布

四、玻耳茲曼分主配分函數

五、熱力學性質與配分函數之間的關系

六、粒子配分函數的計算

七、熱力學函數的計算

八、系統熵的統計意義及熵的計算

九、理想氣體反應的標準衡常數

第十章

界面現象

考核內容：

一、界面張力

二、彎曲液面的附加壓力及其后果

三、固體表面

四、液一固界面

五、溶液表面

第十一章

化學動力學

考核內容：

一、化學反應的反應速率及速率方程

二、速率方程的積分形式

三、速率方程的確定

四、溫度對反應速率的影響，活化能

五、典型復合反應

六、復合反應速率的近似處理法

七、鏈反應

八、氣體反應的碰撞理論

九、勢能面與過渡狀態理論

第十二章

膠體化學

考核內容：

一、膠體的制備

二、膠體系統的光學性質

三、膠體系統的動力性質

四、溶膠系統的電學性質

五、溶膠的穩定與聚沉 六．懸浮液

七、乳狀液

八、泡沫

九、氣溶膠

十、高分子化合物溶液的滲透壓和粘度

十一、高分子溶液的鹽析、膠凝作用與凝膠的溶脹

第四篇：教學大綱_冶金物理化學

《冶金物理化學》教學大綱

一、課程概要 課程編號：020401

開課院系：冶金與生態工程學院

課程類別：必修課

適用專業：冶金工程

課內總學時：88（課內64，實驗24）

課程基礎：物理化學，冶金傳輸原理

根據我校的人才培養目標，建設特色突出、國內一流、國際知名的研究型大學，對國家與地方經濟，特別是鋼鐵行業，培育創新、進取、團結、實踐能力強的一代新人。本課程采用多種教學手段和方法，精心設計教學內容，對于來自全國各地的優質學生來源，培養學生掌握運用冶金物化基本理論去解決實際問題的方法和能力，了解該學科的思維方法，培養冶金工程專業的本科生對新工藝、新流程設計能力、實踐探索能力、創新意識和創新能力。

本課程的目標是通過學習冶金物理化學的基本理論，為后續的其他專業課程學習打好扎實的理論基礎；培養運用冶金的基礎理論分析和解決實際問題的能力。

為了達到本課程的預期目的，在課程內容的設置上，注意傳統內容與現代內容的結合；課堂教學與實驗課教學的呼應，主講老師的科研成果對教學的促進，將本課程辦成具有研究性和前沿性的時代特征的國際一流新的教學平臺。

二、教學目的

1．本課程是冶金工程專業本課生必修課程，是一門重點介紹冶金物理化學基本概念、基本原理以及在冶金過程中應用的專業基礎課。2．通過本課程的學習使學生掌握冶金熱力學、冶金動力學的基本原理。學會運用這些原理分析和解決生產中出現的新問題；不斷地改造舊工藝，創造新工藝，降低生產消耗，提高生產率；不斷地向相關學科滲透，擴大冶金物理化學的研究領域。

3.通過本課程的學習，使學生掌握冶金物理化學基本的實驗技能，對冶金中的問題，利用冶金物理化學基礎和其他專業知識綜合的研究方法。

三、基本要求

1．課程重點

熱力學基本定理在冶金中應用及標準吉布斯自由能的計算方法；Elingham圖的應用；溶液（包括鐵液與渣液的活度與活度系數、Wagner模型、分子理論與離子理論模型、標準溶解自由能等）；擴散與傳質的基本理論；三個典型的冶金動力學模型（氣固相反應動力學、氣液相反應動力學、液液相反應動力學）。

2．課程難點

活度的概念及活度標準態的選擇；不同標準態活度及活度系數之間關系；相圖的基本規則（鄰接、相界限構筑、二次體系副分、切線、阿爾克馬德、零變點）。含有一個不穩定二元化合物的三元系相圖的冷卻過程分析；氣泡在均相與非均相形核、氣泡長大與上升過程動力學機理；液液反應動力學的雙膜理論的應用；不同控速條件的氣固反應動力學的未反應核模型。

3.解決辦法

1）充分發揮優質教師資源，讓國內外著名學者周國治院士給全體學生開第一課－緒論，除全面介紹冶金物理化學的發展及如何在冶金中的應用外，重點指導學生如何學習冶金物理化學，學會解決冶金物理化學中難點問題的方法。2）教師通過舉例、通俗化、強調、比較等手段使學生真正掌握教學中的重點和難點。教師在講解重點和難點內容的過程中，要放慢速度，舉一反三。3）每章教學內容完成之后，助課老師對內容進行總結，講解習題中的問題，針對不同章節的內容，講有代表性的例題。在這些過程中，也把重點和難點內容再一次滲透進去，又一次達到了舉一反三的作用；4）針對重點和難點內容，每次課后留一至兩道思考題，用“探究性”的學習方式，充分發揮學生的主觀能動性，給學生指定不同的參考書中的相關內容，要求學生課外閱讀，學生嘗試自己解決這些知識點。如對于“活度的概念及活度標準態的選擇”問題，要求學生閱讀魏壽昆院士編著的“冶金過程熱力學”的有關章節，對于“液液反應動力學的雙膜理論的應用”，要求學生閱讀韓其勇教授編寫的“冶金過程動力學”的相關章節等。針對這些問題，也作為作業，要求學生寫出評論。

通過教學中采取了以上方法，對解決教學過程中出現的重點和難點，收到了很好的效果。4．能力培養要求

重點要求學生牢固地掌握冶金物理化學的基本概念和基本原理，獨立完成大量習題，能夠正確熟練地計算冶金體系中化學反應的吉布斯白由能變化，判斷化學反應的方向和限度，分析化學反應的反應機理，獨立完成要求的四個實驗。以課堂講授為主，輔以習題課、課堂討論及答疑，提高作業數量及批改質量，對重點學生加強答疑，在條件成熟時實現多媒體教學。

四、教學內容

模塊一 理論課教學（64學時）

緒論（2學時）

現代冶金過程與冶金物理化學；

冶金熱力學與冶金動力學的最新發展；

如何學習冶金物理化學？

（一）冶金熱力學部分（32學時）

1． 熱力學基本定理及在冶金中的應用（4學時）1.1 幾個基本公式

1）體系中組元i的自由能的描述；理想氣體體系中組元i的自由能；液相體系中組元i的自由能；固相體系中組元i的自由能。2）等溫方程式的導出

由單個組元I的自由能推導化學反應的自由能變化；討論自由能變化的三種形式；重點討論的形式，得出

；自由能變化與標準自由能便哈的關系與聯系，二者在熱力學中分別承擔的角色。3）等壓方程式與二項式

微分式；由微分式導出積分式；討論其意義。第1、2學時

作業1-1，1-5 1.2 冶金熱力學中標準自由能的計算

1）用積分法計算化學反應的標準自由能變化；（注：講不定積分法，學生閱讀定積分法）；例題：教科書 p22 例1-6

2）由積分法得到的化學反應的標準自由能求化學反應標準自由能與溫度的二項式； 3）由標準生成自由能和標準溶解自由能求化學反應的標準自由能（二項式）； 4）由電化學反應的電動勢求化學反應的標準自由能變化； 5）由自由能函數求化學反應的標準自由能變化。第3、4學時

作業1-6 1-7 1-8

2．熱力學參數狀態圖（10學時）2.1 Ellingham圖

思路：

氧勢圖的形成原理---氧勢圖的熱力學特征---氧勢圖的應用 具體內容

1）氧勢圖的形成原理；

2）氧勢圖的熱力學特征；（特殊的線；直線斜率；直線位置）3）氧勢圖的應用 第5、6學時

作業1-4，1-9，1-10，1-11，1-12

課外閱讀：氧氣標尺；Jeffes圖；溶解在鐵溶液中的元素與氧氣反應的氧勢圖

2.2相圖分析方法及基本規則

具體內容 1）相圖基本定律：相律、連續原理、相應原理 2）三元系相圖的構成：構成原理、濃度三角形 3）三元系濃度三角形性質：杠桿規則與重心規則

第7、8學時

作業： 3-1

4）三元系濃度三角形性質：垂線、平行線、等含線、定比例、直線

5）簡單共晶型三元系：圖的構成、平面投影圖、結晶過程（冷卻組織及量-杠桿原理應用）、等溫線與截面。第9、10學時

作業： 3-2

課外閱讀：相圖的基本規則

6）具有一個穩定二元化合物的三元系

7）具有一個不穩定二元系的三元系：圖的特點、分析相圖中一個特殊的點M1的冷卻過程 第11、12學時

作業：分析M2、M3點的冷卻過程

2.3相圖的應用

1）高爐渣系CaO-SiO2-Al2O3 分析

2）轉爐渣系CaO-SiO2-FeO2 分析 第13、14學時

作業3-4

3．冶金溶液（10學時）3.1 鐵溶液

3.1.1兩個基本定律

具體內容 拉烏爾定律；亨利定律；兩個定律的聯系及區別分析。

3.1.2不同標準態活度及活度系數之間的相互轉換 具體內容

三個不同標準態的活度的定義；三個不同標準態的活度之間的關系（3個關系式）；三個不同標準態的活度系數之間的關系（11個關系式）第15、16學時

作業2-1 2-2 ；思考 2-1 2-2 2-5 3.1.3標準溶解自由能

具體內容

溶解前為純物質M，溶解在溶液中分別為三個不同標準態時標準溶解自由能；例題 2-2 3.1.4多元系鐵溶液??活度相互作用系數 具體內容

瓦格納模型（一價、二階作用系數）;相互作用系數的關系（）；

例題2-3，2-4 第17、18學時

作業2-4 2-5 2-7 2-9； 思考2-6 3.2 二元正規溶液

具體內容

混合自由能與過剩自由能；正規溶液的定義；正規溶液的混合函數與過剩函數；

正規溶液的性質

例題2-6 第19、20學時

作業2-11 2-12； 思考2-8

3.3 冶金爐渣 3.3.1爐渣的性質

堿度（堿度，光學堿度，過剩堿）；氧化還原性

3.3.2分子理論

理論模型;例題 2-8

第21、22學時

作業2-13 2-14 2-15

3.3.3捷姆金完全離子理論

理論模型;例題2-9 3.3.4爐渣的硫容量

硫化物容量;硫酸鹽容量;硫容量與堿度

第23、24學時

作業2-16 2-17 2-19

閱讀 磷酸鹽容量

4．冶金熱力學應用（8 學時）4.1 冶金反應過程最高反應溫度及煉鋼中元素發熱能力的計算

1.冶金反應過程標準焓的計算 2.最高反應溫度的計算 3.煉鋼中元素發熱能力的計算

第25、26學時

4.2固體氧化物直接還原

直接還原熱力學分析；直接還原機理；直接還原％CO－T平衡圖。第27、28學時

閱讀：固體氧化物的間接還原

4.3選擇性還原-----從紅土礦中提取鈷和鎳 選擇性還原過程熱力學；分析討論。

4.4 選擇性氧化-----奧氏體不銹鋼的去碳保鉻

1）鉻的氧化物；含鉻鐵水的吹煉；

第29、30學時

閱讀： 爐渣脫硫、脫磷的熱力學分析（P127-134）

2）奧氏體不銹鋼冶煉發展的三個階段；奧氏體不銹鋼的去碳保鉻；理論計算；分析討論。

第31、32學時

作業4-3 4-4 4-5

閱讀：霧化提礬（P122-123）

（二）冶金動力學部分(30學時）5．冶金反應動力學基礎（8學時）

5.1 化學反應速率及反應級數

1.化學反應進度； 2.化學反應速率；

3.化學反應速率方程（n級不可逆反應）； 4.1級可逆反應方程。

5.2 反應速率與溫度的關系

1.阿累尼烏斯公式與活化能； 2.活化能與熱力學函數關系式。

第1、2學時

作業5-1，5-2；思考題：5-1，5-

2閱讀：串連反應

5.3 擴散與傳質

費克第一定律；費克第二定律；費克二定律的特解（擴散偶；幾何面源）第3、4學時 閱讀：有效碰撞理論及過渡態理論

5.4 相際傳質

邊界層的概念；邊界層理論；傳質系數 第5、6學時

作業6-1

5.5 多相反應動力學基本模型

雙膜理論；溶質滲透理論；表面更新理論；舉例6－6

第7、8學時

作業6-3，6-7；思考題：6-5 6．多相反應動力學（22學時）6.1 氣一固反應（8學時）

6.1.1氣-固反應特點與反應機理

氣固反應特點及處理方法； 6.1.2未反應核模型 1)外擴散為限制環節時反應模型 第9、10學時

2）內擴散為限制環節時反應模型 3）界面化學反應為限制環節時反應模型 第11、12學時

4）內擴散和界面化學反應混合控速時反應模型 5）一般情況 第13、14學時

作業7-1，7-2；思考題7-1

6.1.3未反應核模型應用 未反應核模型特殊條件下：外擴散、內擴散或界面化學反應控速應用 及動力學參數獲取，舉例 第15、16學時

作業7-3，7-4 ；思考題：7-2，7-3 6.2 氣一液反應（8學時）

6.2.1氣泡形成機理與動力學過程 6.2.2均相中氣泡的生成機理

均相中氣泡的生成機理；例：碳-氧反應；非均相氣泡生成機理；活性氣隙的最大半徑；氣泡長大與上升動力學機理。第17、18學時

作業7-5

6.2.3氣泡在液相中的行為

1.氣泡在液相中的運動； 2.氣泡在上浮過程中長大。

6.2.2鋼液中碳-氧反應動力學 1）碳氧反應機理 2）碳氧反應動力學模型

第19、20學時

作業7-6

3）碳氧反應動力學模型舉例 6.2.4氣泡冶金過程動力學

1)吹氬冶煉超低碳不銹鋼碳氧反應機理

2)吹氬冶煉超低碳不銹鋼碳氧反應模型（1）第21、22學時

作業7-7； 思考題7-4 3)吹氬冶煉超低碳不銹鋼碳氧反應模型（2）4)吹氬脫氫過程動力學 第23、24學時

作業7-8 ；思考題7-5 6.3 液一液反應（4學時）

6.3.1液-液相反應特點與動力學方程

1.液-液反應特點 2.液-液反應動力學機理 3.液-液反應動力學方程

第25、26學時

作業7-9

6.3.2液-液反應應用實例

例：錳氧化反應動力學 第27、28學時

作業7-10 ；思考題7-6，7-7 6.4 液－固反應（2學時）

固-液相反應特點；固-液相反應機理；實例介紹：爐渣-耐火材料反應實例 第29、30學時

作業7-11； 思考題：7-8

模塊二 冶金物理化學實驗教學（24學時)

（一）課程設計的思想、效果以及課程目標 基于冶金物理化學學科特點和學生培養目標，即培養基礎知識扎實，綜合素質高，實踐能力強，具有創新精神，適應社會發展需要的高水平研究型創新人才，不僅需要傳授給學生冶金物理化學的理論知識，更要培養學生的工程實踐能力和科技創新能力。實驗教學作為冶金物理化學教學的重要組成部分，是培養學生理論結合實際、動手能力、創造力、想象和思維能力的有效手段，對于工程技術與研究型人才的培養尤為重要。根據冶金物理化學教學大綱，按照學生培養目標，密切結合冶金物理化學的特點，切實把握理論教學、實踐教學和科技創新環節，注重相互之間的聯系與結合，科學地設計實驗教學內容。課程的設計思想

(1)注重實踐，倡導創新，將學生分析和解決實際問題的能力及創新能力的培養放在首位；

在實驗設計上，我們將傳統的印證性實驗改為探索性、設計性實驗，用以培養學生分析和解決實際問題的能力及創新能力。教學內容重點體現在本科生綜合能力、實踐能力和創新能力培養與提高方面。既要符合培養適應社會發展對創新型人才、工程型人才的需要，同時又要注重層次化，即基礎層次、綜合層次、創新層次。在基礎層次培養的基礎上，加強綜合層次和創新層次的能力培養的教學體系。將科研成果、科研思路、新型實驗裝備和新的實驗技術和方法引入到課程教學內容中，拓寬課程內容和方法，讓學生更多地了解冶金學科的發展，增強科技創新意識，進一步培養學生的理論聯系實際、科研創新能力。將實踐教學與創新教育結合，把實踐教學作為創新精神與工程能力培養的重要環節，達到培養學生綜合能力的目的。

(2)實驗教學與課堂教學緊密結合、互相補充、相互加強。

由于課堂教學和實驗教學進度一致，使得實驗內容與課堂教學的重點、難點相互呼應。學生帶著問題做實驗，在實驗中去尋找這些問題的答案，有利于鞏固學生對相關知識的掌握，達到了強化課堂教學效果的目的。實驗課程效果

多年來，學院“211” 工程建設實驗室投入資金2000萬元，建成了符合當前世界冶金科技發展趨勢的“現代冶金技術實驗室”、“高溫物理化學實驗室”兩個特色、優勢明顯的高水平實驗室，形成了從事冶金技術和現代冶金學科領域基礎研究、進行冶金工藝改造和研究開發冶金新工藝等方面科學研究和教學基地。為冶金學科的全面發展并在整體上接近國際同類學科先進水平奠定了很好的基礎。目前已建立了軟、硬件條件良好的完善實踐教學體系。另外，實驗教學內容與課堂講授內容相互配合，極大地促進了學生對相關理論知識的掌握，使理論教學和實踐教學結合的更加緊密，相輔相成，大大促進了學生工程實踐和創新能力的培養，全面提高了課程的教學效果。課程目標

通過冶金物理化學實踐教學活動的學習與鍛煉，為后續的其他專業課程學習打好扎實的實踐基礎；提高學生實踐動手能力與理論聯系實際的能力，分析解決問題的能力和創新能力，達到培養高水平研究型人才、工程型人才的目標。

（二）課程內容 冶金物理化學實驗教學共計24學時，由三個“子模塊”組成:

子模塊一：學生在實驗室完成四個綜合實驗，每個實驗4學時，共計16學時。這部分進行的教學改革是：為了充分發揮部分同學的潛能，在每個實驗后均有相應的拓展實驗訓練內容，以供優秀的學生在業余時間選擇練習。

子模塊二：利用網絡和國際優秀物理化學軟件FactSage，設計了四個網絡實驗平臺，每個實驗2學時，共計8學時。

子模塊三：進一步培養學生的理論聯系實際、科研創新能力，將科研成果、科研思路、新型實驗裝備和新的實驗技術和方法引入到課程教學內容中，拓寬課程內容和方法，達到培養學生綜合能力的目的，設計了四個選作實驗，每個實驗4學時，共計16學時。

子模塊一內容

實驗

一、銅液定氧實驗

【實驗性質】綜合性實驗；學時：4

通過本實驗的學習，使學生能夠理解固體電解質定氧電池的工作原理，掌握運用冶金熱力學分析計算結果和銅液定氧的方法，定氧數據的處理計算；了解定氧探頭的制作；了解高溫爐的結構、電熱體、加熱原理；了解并掌握熱電偶的測溫原理、測溫方法、高溫爐恒溫帶的測量；了解氣體凈化方法和原理、高溫爐內氣氛控制的方法。提高學生的動手能力、綜合運用知識的能力。

在上述實驗的基礎上，學生可以在業余時間開展如下拓展實驗訓練：

（1）自己設計一個電爐；

已知：爐管尺寸Ф50*60*600mm,電源電壓220v 加熱帶長度400mm，氧化性氣氛工作，爐體中等保溫，要求爐膛溫度1000℃.計算電熱絲的直徑與長度，匝數及匝間距。（2）自己制作一個單鉑銠熱電偶；

（3）氬氣脫水、脫氧、脫除CO2的具體實驗步驟；（4）簡述定氧電池的制作步驟；（5）鐵液定氧實驗的設計。

實驗

二、利用差熱分析技術研究AlN材料的氧化行為 【實驗性質】設計性實驗；學時：4 通過本實驗的學習，使學生能夠理解熱分析技術相應的工作原理，掌握運用熱分析數據研究AlN材料的氧化反應動力學過程的方法，相關數據的處理計算；了解TG、DTA及TG-DTA（DSC）聯用熱分析儀的操作技術；掌握試樣化學反應過程中質量變化的測量方法。提高學生的動手能力、綜合運用知識的能力。

在上述實驗的基礎上，學生可以在業余時間開展如下拓展實驗訓練：

（1）用TG-DTA(DSC)法測量含水鐵礦石或紅土鎳礦在加熱過程中質量變化及熱分解溫度；

（2）通過分析軟件，計算反應的幾個階段的失重量，幾個階段的起始反應溫度，幾個階段的熱效應的變化，并輸出測量數據；

（3）根據數據處理計算結果，判斷幾個特殊階段的化學反應方程式。

實驗

三、鐵礦石900℃間接還原性能檢測 【實驗性質】綜合性實驗；學時：4

通過本實驗的學習，使學生能夠理解、鞏固所學冶金物理化學過程熱力學、動力學等專業基礎知識，并運用所學相關知識，對影響鐵礦石還原動力學性能的相關因素進行分析討論，提高理論聯系實際的水平；了解并掌握鐵礦石還原動力學性能測定方法；了解所用設備的工作原理及基本操作方法。通過實驗，使得同學們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

在上述實驗的基礎上，學生可以在業余時間開展如下拓展實驗訓練：

（1）球團礦900℃還原膨脹性能檢測；

（2）塊礦的爆裂性能。

實驗

四、含鈦高爐渣中鈦的結晶富集 【實驗性質】綜合性實驗；學時：4

通過本實驗的學習，使學生能夠理解、運用所學冶金物理化學熱力學相圖、動力學等專業基礎知識，對影響鈦富集相物相的組成、晶體結構、微觀形貌等相關因素進行分析討論，找出優化的選擇結晶條件；了解并初步掌握X射線衍射儀的工作原理和正確操作方法，初步掌握X射線衍射進行物相鑒定的方法；了解掃描電子顯微鏡與能譜儀的結構與工作原理，初步掌握掃描電子顯微鏡與能譜儀進行物相的微觀形貌和化學組成的鑒定方法；通過實驗，使得同學們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

在上述實驗的基礎上，學生可以在業余時間開展如下拓展實驗訓練：（1）鋼中非金屬夾雜物的金相鑒定；（2）爐渣和燒結礦的礦相分析；

（3）利用掃描電鏡和能譜儀對鋼中夾雜物微觀形貌和組成進行分析及測定。

子模塊二內容

實驗

五、硅熱還原法煉鎂的熱力學分析 【實驗性質】網絡平臺實驗；學時：2

通過本實驗的學習，使學生能夠掌握標準狀態和非標準狀態時化學反應等溫方程式的計算方法及應用，能分析溫度、活度、分壓等因素對化學反應方向的影響；理解硅熱還原法煉鎂的熱力學原理。掌握FactSage軟件的Reaction模塊的主要用法。

實驗

六、鐵水脫硫的熱力學模擬 【實驗性質】網絡平臺實驗；學時：2

實際冶金過程多為金屬熔體、爐渣、煙氣等多元多相組成的復雜體系，計算其平衡組成目前唯一可行的方法是采用如FactSage這樣的熱化學計算專業軟件；同時，對于爐渣、熔锍等多元熔體由于多偏離理想溶液且組元眾多，其過剩熱力性質多采用溶液模型來描述。目前，同時集成熱化學數據庫并具有多種計算功能的熱力學軟件已經成為冶金工作者進行熱力學計算及過程模擬的主流工具。

通過本實驗的學習，學生應能理解多元多相反應的計算原理及用途，掌握運用冶金熱力學計算結果分析和調控脫硫反應的能力；了解FactSage軟件的爐渣、鐵水熱力學數據庫，掌握FactSage軟件的Equilib模塊的主要用法以及結算結果的分析。

實驗

七、爐渣相圖的綜合應用 【實驗性質】網絡平臺實驗；學時：2

通過本實驗的學習，使學生熟練掌握二元系、三元系相圖（等溫截面、液相投影面、等組成的等溫截面）的解讀；以煉銅和煉鋼過程的主要渣系為例，掌握利用爐渣相圖分析冶金過程中的爐渣的熔化性能、飽和溶解度等性質的方法，從而達到利用所學物理化學知識分析和指導冶金生產的目的。

實驗

八、優勢區圖在硫化物焙燒過程的應用 【實驗性質】網絡平臺實驗；學時：2

通過本實驗的學習，使學生熟悉優勢區圖的解讀，掌握利用優勢區圖分析硫化物焙燒過程所需的熱力學條件，掌握如何控制溫度、氣氛獲得所希望的焙燒產物；掌握FactSage軟件的Predom模塊的主要用法。

子模塊三內容

實驗

九、鋯酸鈣材料抗侵蝕性能研究 【實驗性質】選作實驗；學時：4

通過本實驗的學習，使學生能夠掌握鋯酸鈣材料抗侵蝕性能的測定方法與測定原理；運用所學冶金物理化學過程熱力學、動力學等專業基礎知識，分析討論影響鋯酸鈣材料抗侵蝕性能的相關因素；確定侵蝕過程的反應機理；加深對冶金液固反應動力學的理解與認識。通過實驗，使得同學們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

實驗

十、鐵礦石500℃低溫還原粉化性能RDI檢測實驗 【實驗性質】選作實驗；學時：4

通過本實驗的學習，使學生能夠掌握鐵礦石低溫還原粉化性能的測定方法與測試原理；能夠計算鐵礦石低溫還原粉化性能各項指標；了解并初步掌握X射線衍射儀的工作原理和正確操作方法以及X射線衍射進行物相鑒定的方法；確定鐵礦石低溫還原粉化性能的影響因素。通過實驗，使得同學們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

實驗

十一、電爐粉塵碳熱還原回收鋅的熱力學和動力學研究 【實驗性質】選作實驗；學時：4

通過本實驗的學習，使學生能夠掌握鐵礦石低溫還原粉化性能的測定方法與測試原理；能夠計算鐵礦石低溫還原粉化性能各項指標；了解并初步掌握X射線衍射儀的工作原理和正確操作方法以及X射線衍射進行物相鑒定的方法；確定鐵礦石低溫還原粉化性能的影響因素。通過實驗，使得同學們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

實驗

十二、含鈦高爐渣流動性能的實驗研究 【實驗性質】選作實驗；學時：4

通過本實驗的學習，使學生能夠掌握熔體粘度的測試原理及方法；實驗設備的使用方法和適用范圍及操作技術；了解渣粘度隨溫度的變化規律；影響含鈦高爐渣粘度的主要因素；初步進行粘度模型的驗證。通過實驗，使得同學們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高

第五篇：物理化學教學大綱(打印)

物理化學教學大綱

三）教學的重點、難點

1.重點：化學熱力學、化學動力學、電化學、統計熱力學。

2.難點：狀態函數間的關系及特定條件下的意義；如何用化學勢解決物理及化學變化；可逆電池的理解。

（四）知識范圍及與相關課程的關系

物理化學主要解決：① 化學變化的方向和限度問題。② 化學反應的速率和機理問題。為能夠定性解釋和通過定量計算解決上述問題，必須有一定的無機化學、有機化學、分析化學、高等數學、普通物理的基礎知識，通過本課程的學習可提高對前面知識的認識，從而提高分析問題和解決問題的能力。

（五）教材及教學參考書的選用

1、《物理化學》（上、下），傅獻彩、沈文霞、姚天揚（南京大學物理化學教研室），高等教育出版社,1990。

2、《物理化學簡明教程》，印永嘉、奚正楷（山東大學），李大珍（北京師范大學），高等教育出版社,1992。

3、《物理化學》，韓德剛、高執棣、高盤良，高等教育出版社，2001。

4、《物理化學電子教案》，南京大學，高等教育出版社、高等教育電子音像出版社。

5、《物理化學—概念辨析2解題方法》，范崇正、杭瑚、蔣淮渭，中國科學技術大學出版社，2002。

6、《物理化學解題指導》，孫德坤、沈文霞、姚天揚（南京大學化學化工學院），江蘇教育出版社，1997。

二、課程內容 緒論 主要內容：

1.物理化學的內容、特點及學習方法。2.物理化學的發展趨勢。

3.物理化學在國民經濟中的作用。學時：1 第一章：熱力學第一定律 教學目的和要求：

1.明確熱力學中最基本的概念，如體系與環境、平衡狀態、過程與途徑、狀態函數、功和熱、內能、焓及標準生成熱等。2.掌握各種過程的Q和W計算方法。

3.根據狀態函數的特點，掌握ΔU、ΔH的計算方法及化學反應熱的計算。4.*了解氣體液化的原理。主要內容： 1.熱力學概論

熱力學的內容、方法和特點。2.熱力學的基本概念

體系和環境、熱力學平衡態、狀態與狀態函數、強度性質與廣度性質、過程與途徑、熱量和功、可逆過程。3.熱力學第一定律

熱力學第一定律—內能的概念、焓、熱容和能量均分原理、第一定律對理想氣體的應用、*第一定律對實際氣體的應用—焦耳?湯姆遜效應，實際氣體的△H 和 △U。

4.熱化學

反應進度ξ的定義、熱化學反應方程式、等壓反應熱與等容反應熱、赫斯定律、生成熱、燃燒熱、*溶解熱與稀釋熱、*自鍵焓估計生成熱、反應熱與溫度的關系—基爾霍夫定律。

5.*熱力學第一定律的微觀說明

內能、功、熱、熱容—能量均分原理。學時：11 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.如何理解可逆過程？

2.為什么要定義狀態函數H？意義何在？ 第二章：熱力學第二定律 教學目的和要求： 1.明確第二定律的意義。

2.明確如何用第二定律引出熵函數。

3.明確熵和吉布斯自由能變化的物理意義，如何在一定條件下利用它們來判斷變化的方向和進度。

4.掌握熱力學基本關系式和吉布斯—亥姆霍茲公式的應用以及ΔG、ΔS的計算。5.掌握克拉貝龍方程及其應用。6.掌握偏摩爾量及化學勢的概念。主要內容： 1.熱力學第二定律

自發變化的特征、第二定律的克勞修斯和開爾文的說法。2.熵

熵的引出、熵增原理、變化方向的判斷、各種過程中熵變的計算。

*熱力學第二定律的本質和熵的統計意義。

3.亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能定義及變化方向的判斷。4.ΔG的計算

等溫物理過程變化中的ΔG、化學變化中的ΔG。

5.幾個熱力學函數之間的關系

基本公式、特性函數、麥克斯韋關系式、吉布斯自由能與溫度的關系—Gibbs—Helmholtz方程、吉布斯自由能與壓力的關系。

6.單組分體系的二相平衡—熱力學對單組分體系的應用

克拉貝龍方程、*外壓與蒸汽壓的關系。7.多組分體系中物質的偏摩爾量及化學勢

偏摩爾量的定義、偏摩爾量的集合式，吉布斯—杜亥姆公式。

化學勢的定義、化學勢與溫度、壓力的關系、化學勢在相平衡中的應用。

*8.熱力學第三定律—規定熵。9.不可逆過程熱力學簡介。學時：14 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.對熱力學第二定律如何理解？

2.一些變化過程中各狀態函數的改變值特點如何？ 第三章統計熱力學* 教學目的和要求：

1． 理解統計熱力學的一些基本概念 2． 理解最可幾分布的實質

3． 掌握配分函數概念，能利用配分函數計算熱力學函數 4． 第三定律的統計意義 主要內容： 1． 概念

統計熱力學的研究方法和目的，微觀量的統計平均、定位體系和非定位體系、獨立子和非獨立子、統計熱力學的基本假設和基本公式（等幾率原理和玻茲曼公式）。2． 玻茲曼統計

最概率分布，α、β值的推導。

玻茲曼公式的討論—簡并度和粒子等同性修正。摘取最大項法及其原理。*費米—狄拉克統計和玻色—愛因斯坦統計簡介。3． 配分函數

配分函數的定義、配分函數與熱力學函數的關系、分子配分函數的分離。4． 各配分函數的求法及其對熱力學函數的貢獻

原子核、電子、平動、轉動、振動配分函數的求法。平動配分函數與理想氣體的熱力學性質。

*原子晶體熱容。分子的全配分函數。學時：4 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑、自學。思考題：

1．波爾茲曼統計的基本假設如何？

2．由統計熱力學計算結果與實際相差的原因何在？ 第四章：溶液—多組分體系在熱力學中應用 教學目的和要求：

1． 明確氣體、純溶劑、稀溶液中各組分標準態的選擇，了解活度和逸度的意義及求法*。2． 從化學勢推導出冰點下降、沸點升高、滲透壓及分配系數。3． 會用牛頓圖計算逸度系數 4． *會用蒸汽壓數據計算活度 主要內容：

1． 稀溶液中的兩個經驗定律—拉烏爾定律、亨利定律。2． 混合氣體中各組分的化學勢

理想氣體的化學勢—氣體的標準態。非理想氣體的化學勢—逸度的概念。

***逸度系數的求法。

3． 理想溶液和稀溶液 理想溶液中各組分的化學勢、理想溶液的通性。

稀溶液中各組分的化學勢—溶劑和溶質的標準態選定，稀溶液的依數性。4． *理想溶液和稀溶液的微觀說明 5． 非理想溶液

非理想溶液的化學勢—活度、*活度的測定、*滲透系數、*超額函數。6． *杜亥姆—馬居耳公式。

7． 分配定律—溶質在互不相溶的兩相中的分配。學時：8 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.理想溶液和理想氣體的模型有何不同？

2.各組分化學勢的表示式如何？其物理意義是什么? 第五章：相平衡 教學目的和要求：

1． 明確相、組分數，自由度和相律的意義。2． 明確物系點與相點及其關系。3． 能用化學勢討論相平衡問題。

4． 能看懂不太復雜的相圖并能用相律進行分析。

5． 了解相圖的繪制及應用，能解決提純和萃取的一些實際問題。主要內容：

1． 多組分體系平衡的一般條件。2． 基本概念

相、組分、自由度、相律及其推導。3． 單組分體系

水的相圖、*硫的相圖、*超臨界態萃取的應用簡介。4． 二組分氣—液體系的相圖及其應用—蒸餾原理

理想的完全互溶雙液系，杠桿規則，非理想的完全互溶雙液系，部分互溶雙液系，不互溶雙液系—水蒸氣蒸餾原理。5． 二組分固—液體系的相圖及其應用

熱分析法和溶解度法繪制具有低共熔點的相圖。

形成化合物，完全互熔的固熔體，部分互熔的固熔體，*重結晶、*區域熔煉。6． *三組分體系的相圖及其應用

等邊三角形坐標，部分互溶的三液體體系，二鹽—水體系，鹽類的提純、萃取過程及應用實例。學時：8 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.相律的關系式如何？n的意義如何？ 2.如何用相律分析相圖？ 第六章：化學平衡 教學目的和要求： *1． 能用化學勢導出平衡常數的熱力學表達式。2． 能用化學反應等溫方程判斷化學反應的方向。3． 能用標準生成吉布斯自由能求算平衡常數。

4． 掌握各種因素（溫度、壓力、惰性氣體）對平衡的影響。5． 了解非電解質溶液反應的ΔG? 的意義及其計算。6． 了解統計熱力學中學到的方法計算簡單的平衡常數。主要內容：

1． 化學反應的平衡條件和化學反應的親和勢。2． 化學反應的平衡常數和化學反應的等溫方程式。

氣相反應的平衡常數—化學反應的等溫方程式，溶液中反應的平衡常數。3．平衡常數及其應用

化學平衡常數的熱力學表達式及與經驗平衡常數的關系（包括氣體、復相體系）

*平衡常數的測定及平衡轉化率的計算。

4．平衡常數的計算

標準生成吉布斯自由能法。

*配分函數和自由能函數。

5．平衡常數與溫度的關系。6． 外界條件對平衡的影響

溫度的影響、壓力的影響、惰性氣體的影響。7． 同時平衡。8． *反應的耦合。9． 生物能力學簡介。學時：8 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.根據公式 △rGm°=-RT㏑Ka , △rGm°是否為平衡狀態下吉布斯自由能的變化值？ 2.若選取不同的標準態，則μ0(T)值就不同,則△rGm°、Ka也不同，計算出來的△rGm值會改變嗎? 第七章：電解質溶液 教學目的和要求：

1.掌握離子在溶液中的導電行為。

2.明確離子遷移數的意義及常用的測定方法。

3.了解遷移數與摩爾電導率，離子遷移率之間的關系。4.弄清楚電解質的離子平均活度系數的意義及其計算方法。5.***了解強電解質溶液理論（主要是離子氛的概念）并會使用德拜—休克爾極限公式。

主要內容：

1.電解質溶液的導電

電導、電導率，摩爾電導率。離子獨立移動定律和離子電導。

*電導率的測定。

2.離子的電遷移和遷移數 離子的電遷移現象，離子遷移率和遷移數，離子遷移數的測定。3.強電解質理論簡介

電解質的平均活度和平均活度系數。離子強度。

*德拜—休克爾理論及其發展。

學時：7 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.在電解質溶液中，電導率與摩爾電導率與溶液濃度關系有何不同？為什么？而混合溶液呢？

2.遷移數的定義如何？還可用哪些關系式表示？ 第八章：可逆電池的電動勢及其應用 教學目的和要求：

1．掌握電極電勢和電池電動勢有關計算。

2．能根據電池寫出電極、電池反應，并會計算與電池電動勢有關的熱力學量。3．能根據簡單的化學反應設計電池。

4．了解電動勢產生的機理及電動勢測定的一些應用。主要內容：

1． 可逆電池和可逆電極

可逆電池的條件，可逆電極的類型，可逆電池的書寫方法，可逆電動勢的測定，可逆電池的熱力學。

2． 電極電勢和電池的電動勢

電動勢產生的機理，標準氫電極和標準電極電勢。3． 濃差電池和液體的接界電勢的計算公式。4． 電動勢測定的應用

求難溶鹽的活度積，測定離子平均活度系數r±，測定溶液pH值。

*電動勢—pH值圖及其應用，離子選擇性電極，*生物電化學，*化學電池的應用。

學時：11 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.研究可逆電池的意義如何？

2.了解可逆電動勢產生機理對電極電勢的認識有何意義？

3.電化學與熱力學聯系的主要橋梁是什么？如何用電動式法測定熱力學數據？ 第九章：電解及極化作用 教學目的和要求：

1．明確極化產生的原因，了解超電勢在電解中的作用 2．能計算一些簡單的電解分離問題 3．了解金屬腐蝕的原因及防腐的方法 主要內容：

1．分解電壓與極化作用 2．電解時電極上的反應

金屬的析出與氫的超電勢，塔菲爾公式，氫析出的反應機理，溶液中金屬離子的分離 3．金屬電化學腐蝕與防腐 電化學腐蝕，防腐，鈍化 *化學電池 學時：6 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.什么是超電勢？它是怎樣產生的？如何對待該問題？ 2.金屬防腐有哪些方法？這些防腐方法的原理有何不同？ 第十章：化學動力學

（一）教學目的和要求：

1.掌握反應速率的表示法，了解基元反應、反應級數和反應分子數等的概念。

2.了解簡單級數反應的速率公式的特點，能夠從實驗數據求反應級數和反應速率常數。3.明確活化能的概念、求法以及它對反應速率的影響。

4.了解幾種復雜反應的動力學公式，對其中比較簡單的反應能根據穩態近似法和平衡假設法導出反應速率方程。

5.了解由動力學方法討論反應歷程的方法。主要內容：

1.化學動力學的任務和目的。2.基本概念

反應速率的表示方法，基元反應，反應分子數，反應級數。3.反應速率和濃度的關系

質量作用定律，速率常數，具有簡單級數（一級、二級、三級、零級）的反應及其特點。反應級數和反應速率常數的測定。4.復雜反應

對峙反應、平行反應、連續反應、鏈反應（包括穩態近似法和平衡態假設法）。5.反應速率與溫度的關系

阿累尼烏斯經驗式，阿氏活化能的概念，活化能的求算與估算。活化能對反應速率影響。6.擬定反應歷程的方法簡介。學時：12 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1． 化學動力學的研究意義如何？化學動力學和化學熱力學的研究內容、方法有何不同？

2． 反應速率是如何定義的？不同速率常數間的關系如何？受溫度的影響如何？ 第十一章：化學動力學

（二）* 教學目的和要求：

1．了解碰撞理論、過渡態理論和單分子反應理論的基本內容。

2．明確表觀活化能、閾能、勢壘能、活化焓變的物理意義及相互關系 3．

4．了解溶液中的反應溶劑對反應的影響

5．了解快速反應常用的測試方法及弛豫時間 *6．了解光化學反應的特點及量子產率的計算

7．了解催化反應的特點和常見的催化反應類型。主要內容： 1.碰撞理論

剛球碰撞模型，碰撞頻率，碰撞參數，碰撞截面，閾能εc，反應閾能與實驗活化能的關系

由碰撞理論計算反應速率的基本關系式，概率因子。2.過渡態理論

勢能面，由過渡態理論計算反應速率，阿氏活化能Ea及Ec、Eb、Eo、ΔSm的物理意義，它們之間的相互關系。3.*單分子反應理論

林德曼單分子反應的碰撞理論，RRKM理論。4.*分子反應動態學簡介

研究分子反應的實驗方法，分子碰撞與態—態反應。5.溶液中進行的反應

溶劑對反應速率的影響，原鹽效應，擴散控制反應*。6.快速反應的測試

弛豫法，閃光光解。7.光化學反應

光化學定律，量子效率，光化學平衡和溫度對光化學反應的影響。8.催化反應動力學

催化劑與催化作用，均相酸堿催化，絡合催化，酶催化反應，自催化反應和化學振蕩,藥代動力學簡介*。學時：4 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑、自學。思考題：

1． 碰撞理論和過渡態理論對化學動力學發展的意義如何?有哪些方面需要進一步研究？

2． 各類反應的特征如何? 第十二章：界面現象 教學目的和要求：

1．掌握界面現象中的基本概念如：界面自由能，接觸角、潤濕、鋪展、吸附、表面活性等。2．掌握蘭繆爾單分子層吸附理論。了解BET多分子層吸附理論，能根據吸附公式計算固體表面積。

3．掌握吉布斯吸附公式的應用及了解其推導過程。

4．能用界面現象的一些知識解釋日常生活中碰到的界面現象。5．了解多相催化動力學的基本特點。6．了解表面活性劑的一些重要作用。主要內容： 1．基本概念

分散度和表面積，界面張力和界面吉布斯自由能。2．氣—液界面

*

*

*

**

≠r

Hm、Δ

θ≠r彎曲表面下的附加壓力—Young—Laplace公式。彎曲表面上的蒸汽壓力—Kelvin公式。3．*液—液界面

溶液的表面張力與濃度的關系，吉布斯吸附公式，吸附層的結構，不溶性表面膜。4．*固—液界面

液體的鋪展，接觸角與潤濕作用，固體在溶液中的吸附。5．氣—固界面

*吸附作用的類型及吸附等溫線，蘭繆爾單分子層吸附理論，BET多分子層吸附理論要點，固體表面積測定，吸附現象的本質—化學吸附與物理吸附，化學吸附熱，*吸附和解吸速率方程，氣—固表面催化反應。6．表面活性劑

定義，種類和結構，親水性和憎水性的估計，表面活性劑的幾種重要作用。學時：8 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1.表面張力的物理意義如何？研究的重要性？ 2.吸附的特征？如何理解催化反應動力學的機理？ 第十三章：膠體分散體系和大分子溶液 教學目的和要求： 了解膠體分散體系的基本特征，在動力學、光學、電學等方面的基本特點。2 了解溶膠在穩定性方面的特點及聚沉作用。3 了解乳狀液的種類及乳化劑的作用。了解大分子的分子量，分子量分布及分子量測定方法。主要內容： 膠體分散體系概述

膠體的分類，基本特征，溶膠的制備和凈化。2 *溶膠的動力學性質

布朗運動，擴散和滲透壓，沉降和沉降平衡。溶膠的光學性質

丁鐸爾現象和雷利公式。4 溶膠的電學性質

電泳和電滲現象，流動電勢和沉降電勢，雙電層和電動電勢。5 溶膠的穩定性和聚沉作用

溶膠的穩定性，聚沉作用，影響聚沉作用的一些因素，*膠體穩定性的DLVO理論簡介。6 7 8 9 *乳狀液

定義及種類，乳化劑的作用，乳狀液的轉化和破壞。大分子概說。

大分子的相對分子質量。

聚合物的平均相對分子質量，分子量的測定和分布。唐南平衡。***學時：7 主要教學環節的組織：課堂講授、習題、討論、答疑。思考題：

1．膠體的基本特性如何？它表現出哪些性質？