ADDINCNKISM.UserStyle《物理化學101I(上)》課程教學大綱（理論課程·2023版）一、課程基本信息課程號1123D00007開課單位化學與材料科學學院課程名稱物理化學101I(上)PhysicalChemistry101I（VolumeOne）課程性質必修考核類型考試課程學分3課程學時51課程類別學科基礎課程先修課程普通物理、高等數學、無機化學適用專業（類）化學，材化，化學生物二、課程描述及目標（一）課程簡介《物理化學》是從物質的物理現象和化學現象的聯系入手來探求化學變化基本規律的一門學科，是化學、材化以及化學生物學等專業學生必修的一門及其重要的學科基礎課程。它的應用范圍很廣，滲透于應用化學、化學工藝、生命科學等各個領域。《物理化學》101I(上)內容的中心為：熱力學原理(包括熱力學第零定律、第一定律、第二定律及第三定律，其中熱力學第一定律和和第二定律是經典物理化學的基礎)及其在多組分均相系統、化學平衡和相平衡中的應用。重點為：五大熱力學函數（內能、焓、熵、吉布斯自由能及亥姆霍茲自由能）的理解、變化值的求算方法及其應用。本課程旨在通過理論教學，使學生掌握物理化學的基本原理、基本概念、基本計算及其嚴密的邏輯思維方法，讓學生了解物理化學在能源開發、環境保護、生命科學、食品科學中的應用和發展。具備綜合利用物理化學原理分析問題解決問題的基本能力，為后期攻讀本專業或者相關學科碩士學位或者能夠勝任科研、設計部門和高等院校相關崗位及科研工作奠定扎實的基礎。（二）教學目標通過本課程，學生將學會平衡態熱力學的基本理論、基本概念和基本公式，學會熱力學基本定律（主要是第一定律和第二定律）在多組分均相系統、化學平衡及相平衡中的應用。掌握熱力學的基本知識和科學思維方法，逐步具備從不同角度（宏觀和微觀）獨立分析和解決問題的能力，為繼續學習深造或從事化學及相關專業的管理和技術工作提供深厚的理論基礎。課程目標1：掌握本課程基本內容，主要包括熱力學第零定律、第一定律、第二定律和第三定律及熱力學基本定律在均相多組分系統、相平衡和化學平衡的應用，特別是五大熱力學函數（內能、焓、熵、亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能）物理含義的理解、各種條件下變化值的求算及其應用。課程目標2：掌握熱力學的科學思維方法，能夠從紛繁蕪雜的系統中找出解決問題的思路，增強獲得知識及用所學知識獨立分析問題并解決分析的能力。課程目標3：具有克服困難、互相協作、勇攀科學高峰的科學精神。課程目標4:具有嚴謹的邏輯思維能力和科學文化素養，為進一步深造學習和從事化學以及化學有關的工作奠定良好的基礎。三、課程目標對畢業要求的支撐關系畢業要求指標點課程目標權重1-1：系統掌握物理化學的基本理論和基本知識課程目標10.42-2：具有一定的科學研究和實際工作能力，具有一定的批判性思維課程目標20.33-1：具有正確的世界觀、人生觀、價值觀，具有高度的社會責任感和良好的協作精神課程目標30.13-2：具有良好的科學文化素養，掌握科學的方法論課程目標40.2四、教學方式與方法本課程以課堂講授為主，線上學習（利用慕課和學習通教學平臺）為輔的方式組織教學。采用多媒體和板書相結合、學生自學和討論以及采用翻轉課堂等多種教學方法，既保證教學任務高效率高質量完成，又能適當地介紹本學科的前沿發展動態。對每一章典型習題進行集中講解以強化難以把握知識點，同時進一步提升將同學們分析問題、解決問題的能力。五、教學重點與難點（一）教學重點把握熱力學四大定律（熱力學第零定律、第一定律、第二定律和第三定律）的內容和相關公式，其中由于熱力學第一定律和第二定律是整個經典熱力學的基礎，因此關于這二個定律的基本內容、理論公式以及它們在多組分均相系統、化學平衡和相平衡中的應用尤為重要。（二）教學難點五大熱力學函數（U、H、S、A、G）的引入，物理含義及其各種條件下其變化值的求法；熵判據、亥姆霍茲自由能判據和吉布斯自由能判據的適用條件以及應用；偏摩爾量、化學勢的引入，物理含義以及它們在多組分均相系統、化學平衡和相平衡的應用。六、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求學時教學方式對應課程目標1緒論了解物理化學的研究內容、特點、發展趨勢、學習方法及其在整個化學學科知識體系中的重要地位1講授課程目標1課程目標32第章氣體了解氣體分子運動公式的推導過程；了解理想氣體的微觀模型，掌握理想氣體的狀態方程；了解分子速度和能量分布公式的推導；掌握實際氣體與理想氣體的差別；掌握VanderWaals氣體狀態方程。0自學課程目標13第2章熱力學第一定律掌握熱力學中的基本概念，如系統與環境、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；掌握各種過程的Q和W的計算方法；掌握熱力學第一定律的文字表述和數學公式；掌握ΔU、ΔH的計算方法及化學反應熱的計算；了解氣體液化的原理。11講授課程目標1、2、3、44第3章熱力學第二定律掌握熱力學第二定律的基本內容；明確如何由第二定律引出熵函數；明確熵和吉布斯自由能變化值的物理意義以及如何在一定條件下利用它們來判斷變化的方向和進度；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；掌握熱力學第三定律的內容及相關計算13講授課程目標1、2、3、45第4章多組分系統熱力學及其在溶液中的應用熟悉多組分系統的組成表示法及其相互之間的關系；掌握偏摩爾量和化學勢的基本概念、物理含義及其應用；掌握氣體、氣體混合物、液體混合物、溶液中各組分化學勢的表示通式及其標準態；掌握理想液體混合物的定義及通性；掌握凝固點降低、沸點升高以及滲透壓公式的推導過程及適用條件；了解活度和逸度的意義及求法。9講授課程目標1、2、3、46第5章化學平衡掌握不同條件下化學反應的判據；掌握化學反應等溫式的推導過程以及應用；掌握標準平衡常數的推導過程；掌握復相化學反應及其平衡常數的表達方法；理解、的意義及應用；熟悉溫度、壓力和惰性氣體對平衡的影響。8講授課程目標1、2、3、47第6章相平衡掌握相、組分數、自由度等相平衡中的基本概念；掌握相律的推導過程及其在相圖中的應用；掌握克拉貝龍方程、克-克方程及其應用；看懂不太復雜的相圖并能用相律進行分析。了解相圖的繪制及應用，并能解決提純和萃取的一些實際問題。9講授課程目標1、2、3、48第7章統計熱力學基礎了解統計熱力學的一些基本概念；了解最可幾分布的實質了解配分函數概念，能夠利用配分函數計算熱力學函數；了解第三定律的統計意義。0自學課程目標1、2、3、4合計51七、學業評價和課程考核（一）考核類型：t考試¨考查（二）考核方式：開卷考試t閉卷考試課程論文課程報告其它：（三）成績評定：考核依據建議分值（百分比）考核/評價細則對應課程目標過程考核40%出勤表現10%考勤情況，課堂表現、學習態度等課程目標1、2、3、4作業20%完成進度、正確性課程目標1、2、3、4考查或小測10%完成過程及答案的準確性課程目標1、2、4期末考核60%期末考核試卷卷面成績課程目標1、2、3、4九、課程目標達成評價課程目標的實際達成效果計算方式如下，達成值越高，教學效果越好。課程目標達成度畢業要求指標點達成度十、教材與教學參考書（一）教材《物理化學》上冊，傅獻彩、侯文華編，高等教育出版社，2022.8，第六版。（二）教學參考書《物理化學》（上），胡英主編，高等教育出版社，2014，第六版。《物理化學核心課程》，沈文霞，王喜章，許波連編，科學出版社，2016年，第三版。《物理化學—概念辨析·解題方法》，范崇正、杭瑚、蔣淮渭編著，中國科學技術大學出版社，2016，第五版。《物理化學》（PhysicalChemistry），PeterAtkins,J