422.010.1 物理化學（）教學大綱學分數4 周學時4總學數72教學目的與要求課程性質：物理化學(B)是生物類各專業本科學生的一門基礎課程，學生在修讀完普通化學B、高等數學、普通物理和有機化學課程后可修讀本課程。基本內容：物理化學是用物理的理論及實驗方法來研究化學變化規律的科學，而生命過程總是與化學反應和物理過程密切相關的，每個生物科學工作者都需要應用物理化學的知識來解決工作中的問題。本課程基本內容有熱力學第一、第二、第三定律，溶液，化學平衡和相平衡，電化學，表面現象與膠體及大分子溶液，化學動力學。基本要求：通過本課程的學習，要求學生理解和掌握物理化學中的基本概念和基本原理，解決物理化學等實驗中的實際問題，并能在生物系統中作一些應用，提高學生分析問題和解決問題的能力。教學內容及學時分配：緒論（學時）了解:物理化學的研究對象物理化學對生物研究的應用。講課要點：0-1物理化學的內容與作用0-2物理化學在生命科學中的應用第一章 熱力學第一定律（學時）掌握：全微分和狀態函數，功，熱，內能，可逆過程和最大體積功，焓和熱容，絕熱過程等基本概念，及熱力學第一定律的應用和反應焓變的計算方法。理解：理想氣體的卡諾循環了解：溶解熱與稀釋熱講課要點：1-1熱力學的研究1-2熱力學第一定律1-3可逆過程與最大功1-4焓和熱容1-5熱力學第一定律的應用1-6絕熱過程1-7熱化學第二章 熱力學第二定律和第三定律(14學時)掌握：熱力學第二定律和第三定律的各種表述及應用；封閉體系熱力學的基本方程和 Maxwell關系式及其應用；各種過程熵變和吉布斯自由能變化的計算方法；掌握各種判據的條件和使用方法和Clausius-Clapeyron方程的物理意義及其應用。理解：化學勢在相變化和化學變化中的應用,氣體的化學勢及逸度的求法，統計熱力學的基礎。了解：物質的標準熵和標準摩爾生成焓的由來及牛頓圖的由來講課要點：2-1熱力學第二定律2-2熵的概念和熵變計算2-3亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能2-4封閉體系的基本方程式2-5熱力學第三定律和規定熵2-6吉布斯自由能變化的計算2-7統計熱力學基礎2-8純物質兩相間的平衡2-9氣體化學勢第三章 溶液（學時）掌握：理想溶液和稀溶液的定義,稀溶液的依數性及其用途，唐南平衡，活度測定的方法和超額函數的概念。理解：集合公式和吉布斯杜亥姆公式的推導和應用了解：滲透系數講課要點：3-1偏摩爾量3-2理想溶液和稀溶液3-3稀溶液的依數性3-4實際溶液3-5在水溶液中生物化學物質的標準生成自由能第四章 化學平衡與相平衡(10學時)掌握：化學反應等溫式、化學反應親和勢的作用，溫度、壓力、惰性氣體等對理想氣體化學反應平衡的影響；溶液中平衡常數的計算；理想氣體同時平衡時，平衡常數的表示式。Gibbs相律;二元相圖及其應用。理解：化學反應的耦合，水蒸汽蒸餾，萃取的原理了解：敞開體系熵變 dS=diS+deS；三元鹽水相圖。講課要點：4-1平衡常數及化學反應等溫方程式4-2復相化學平衡4-3溶液中的平衡常數4-4影響化學平衡的因素4-5同時平衡4-6反應的耦合4-7相律4-8單組分體系的相圖4-9二組分體系的相圖及其應用4-10三組分體系的相圖第五章 電化學(10學時)掌握：摩爾電導的定義，電導測定的應用；電解質的活度和平均活度系數，離子強度。可逆電極的種類，電池的表示法和電池反應，電動勢測定的應用；電池反應的熱力學；生物膜電勢。理解：德拜休格爾極限公式及其應用，淌度、遷移數的測定方法，極化作用；塔菲爾方程。了解：濃差電池和液體接界電勢講課要點：5-1法拉第定律5-2離子的淌度和遷移數5-3電導測定的應用5-4電解質溶液的活度和活度系數5-5可逆電池的電動勢5-6電池反應的熱力學5-7電動勢測定的應用5-8濃差電池和液體接界電勢5-9生物膜電勢5-10極化作用第六章 表面現象與膠體及大分子溶液(10學時)掌握：表面張力與表面自由能；楊拉普拉斯方程,開爾文方程；吉布斯吸附等溫式和朗繆爾吸附等溫式及其適用條件；粒子大小的分布。理解：潤濕與鋪展；膠團的結構和溶膠穩定性的原因。了解：表面膜；沉降和沉降平衡。講課要點：6-1表面張力和表面自由能6-2彎曲液面的現象6-3潤濕與鋪展6-4溶液表面吸附6-5不溶性表面膜6-6氣體在固體表面的吸附6-7膠體及大分子溶液第七章 化學動力學(10學時)掌握：化學反應的速率、質量作用定律、反應級數和反應分子數的概念；典型復雜反應的速率常數計算方法；阿累尼烏斯公式，活化能的意義；穩態近似和平衡態近似的原理及其相互關系；酶的催化機理。理解：微觀可逆性原理和仔細平衡原理；理想活塞流和理想回混流的特點；化學弛豫，光化學反應的特點和機理。了解：氣體反應的碰撞理論和反應速率的活化絡合物理論，分子束反應，酶抑制劑和抑制機理。講課要點：7-1化學動力學的任務和目的7-2化學反應的速率7-3化學反應的速率方程7-4由機理推導速率方程7-5速率方程的積分形式7-6仔細平衡原理7-7溫度對速率常數的影響7-8復雜反應7-9化學弛豫7-10流動體系中的反應7-11反應速率理論7-12光化學反應7-13催化作用教學方式：本課程以課堂講授為主，著重講授重點、難點的章節，并根據學生的水平，適當安排學時讓學生討論。考核方式：評分以期末閉卷考試為主。教材與參考書：教材： 基礎物理化學，江逢霖等譯，美WALTER J.MOORE著，復旦大學出版社，1992年。參考書: 1物理化學學習指導，范康年、鄧景發主編，復旦大學出版社，1996年。2物理化學簡明教程（第三版），印永嘉、奚正楷、李大珍編，高等教育出版社，1992年。3物理化學，周日新編，南京大學出版社，1991年。4生物工作者的物理化學計算，張朝章編，安徽科學技術出版社，1990年。5物理化學（第三版)，天津大學物理化學教研室編，高等教育出版社，1993年。本課程歷史沿革：本課程是生物類學生修讀的一門重要基礎課，從1952年起開設。先后有張志炳、朱京、葉秀貞、李全芝、周偉舫、陸壽蘊、李誠芳、李承瑞、馮安春、孔德俊、范嘉范和李宏珉等主講本課程。其中張志炳、朱京、馮安春、范嘉范四位教師這門課長達五個學期之久。從五十年代到八十年代，教材是各位教師自行編寫的講義，在內容上每學期均有所改進，主要參考書為印永嘉等編的物理化學簡明教程。九十年代，使用的教材有江逢霖等譯的基礎物理化學，還增加了張朝章編的生物工作者的物理化學計算，周日新編的物理化學等參考書，這對生物類學生更加適用。1994年