《高等物理化学》课程教学大纲
第一部分 课程基本信息
课程名称 |
高等物理化学 |
英文名称 |
Advanced Physical Chemistry |
课程编号 |
S2190304 |
适应专业 |
化学 |
开课学期 |
第1学期 |
预修课程 |
高等数学 |
课程性质 |
一级学科必修课 |
物理化学 |
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学时/学分 |
36学时/ 2学分 |
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考核方式 |
考试 |
开课单位 |
研究生部 |
课程负责人 |
姓名 |
职称 |
学历/学位 |
王晓菊 |
教授 |
本科/学士 |
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课程负责人所在学院(部门) |
化学学院 |
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课程负责人联系方式 |
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第二部分 课程概述
1.本门课程在本学科体系中的学科地位。
《高等物理化学》是为化学学院开设的一门基础课程。内容以物理化学的化学动力学,界面化学和胶体部分为基本线索,开始部分将物理化学的核心内容和基本公式,扩展内容和重要应用作以简单总结,起到承上启下的作用,重点讲授固体界面性质、胶体分散体系和大分子、非平衡态热力学、多相反应动力学在物理化学中的应用等基础物理化学中未展开而又具有重要应用意义的部分,这些内容都属于物理化学学科前沿的知识。
2.本门课程的教学目标和基本要求。
通过本课程的学习,引导学生运用物理化学基本原理与方法解决问题的能力,使学生进一步开展科学的知识范围,加深对物理化学基本理论的理解和应用。满足以后在科研和工作中的应用。
通过本课程的学习,要求学生掌握化学动力学,界面化学和胶体基本概念和原理, 了解物理化学科学发展的现状。培养学生运用高等物理化学基本原理与方法解决问题的能力,使学生进一步开展科学的知识范围,加深对物理化学基本理论的理解和应用。
第三部分 课程主要教学内容
专题一、化学动力学 (10学时)
本专题重点和难点:
重点:复杂反应速率的近似处理方法,阿累尼乌斯公式及其应用。碰撞理论、过渡态理论和单分子理论的基本思想,Ea、E0、Ec的异同。光化学反应的动力学特征。催化反应的特点。
难点:动力学基本公式的综合应用、碰撞理论、过渡态理论、单分子理论的应用,一些基本概念(阈能、频率因子、活化熵、活化焓等)的理解。
本专题教学内容:
1.化学动力学的任务和目的
2.化学反应速率表示方法
3.化学反应的速率方程
4.具有简单级数反应
5.反应级数的确定
6.几种典型的复杂的反应
7.温度对反应速度的影响
8.拟定反应历程的一般方法
9.反应速率理论
10.溶液中进行的反应
11.快速反应的测试
12.光化学反应
专题二、表面现象 (10学时)
本专题重点和难点:
重点:表面自由能、表面张力等概念,杨-拉普拉斯公式、Kelvin公式、吉布斯吸附等温式的应用。理解物理吸附与化学吸附的区别、化学吸附与催化反应之间的关系,朗格缪尔吸附理论要点。
难点:对表面自由能、表面张力等概念的理解,一些基本公式(杨-拉普拉斯公式、Kelvin公式、吉布斯吸附等温式、朗格缪尔吸附等温式)的应用。
本专题教学内容
1.表面吉布斯自由能和表面张力
2.弯曲表面现象
3.液体表面的性质
4.液-固表面现象
5.表面活性剂及其作用
专题三、胶体分散体系和大分子(6学时)
本专题重点和难点:
重点:胶体分散体系的特点。
难点:双电层理论和ξ电势;Donnan平衡。
本专题教学内容
1.分散体系的分类和胶体的基本特性
2.溶剂的制备和净化
3.溶胶的动力性质
4.溶胶的光学性质
5.溶胶的电学性质
6.溶胶的胶团结构
7.溶胶的稳定性和聚沉作用
8.大分子溶液
专题四、 物理化学的扩展内容及其重要应用(4学时)
本专题重点和难点:
重点:理解偏摩尔量和化学势的定义;掌握各种状态物质化学势的表示方法并理解活度、标准态的概念和意义;
难点:对偏摩尔量、化学势、活度、标准态等概念的正确理解;化学势的灵活应用。
一、教学内容
1. 热力学基本公式
2. 热力学基本方程及应用
第四部分 主要教学参考资料
教材:
《物理化学》(第五版)上册,傅献彩,沈文霞等编,高等教育出版社,2005年
《物理化学》(第五版)下册,傅献彩,沈文霞等编,高等教育出版社,2006年
参考书:
《物理化学核心教程》(第二版),沈文霞编,科学出版社,2009年
《物理化学》,万洪文,詹正坤主编,高等教育出版社,2009年
《物理化学简明教程》(第四版),印永嘉等编,高等教育出版社,2009年
《物理化学学习指导》,孙德坤 沈文霞等编,高等教育出版社,2009年
《物理化学核心教程学习指导》,沈文霞等编,科学出版社,2009年
《化学热力学基础》,李大珍编,北京师范大学出版社,1982年
《物理化学》,朱文涛编,清华大学出版社,1995年
《物理化学教程》(修订版),姚允斌,朱志昂编,湖南科技出版社,1995年
第五部分 教学进度表
教学周 |
专题名称 |
主要内容 |
授课方式 |
学时分配 |
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理论学时 |
实践(实验)学时 |
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第一周 |
专题一 |
化学动力学 |
讲授 |
10 |
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第二周 |
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具有简单级数反应 |
讲授 |
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第三周 |
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几种典型的复杂的反应 |
讲授 |
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第四周 |
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温度对反应速度的影响 |
讲授 |
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第五周 |
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反应速率理论 |
讲授 |
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第六周 |
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溶液中进行的反应 |
讲授 |
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第七周 |
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光化反应 |
讲授 |
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第八周 |
专题二 |
表面现象 |
讲授 |
10 |
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第九周 |
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弯曲表面现象 |
讲授 |
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第十周 |
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液体表面的性质 |
讲授 |
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第十一周 |
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表面活性剂及其作用 |
讲授 |
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第十二周 |
专题三 |
胶体化学 |
讲授 |
8 |
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第十三周 |
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溶胶的动力性质 |
讲授 |
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第十四周 |
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布朗运动与胶体的扩散 |
讲授 |
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第十五周 |
专题四 |
物理化学的扩展内容及其重要应用 |
讲授 |
4 |
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第十六周 |
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热力学基本方程及应用 |
讲授 |
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第十七周 |
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机动 |
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第十八周 |
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复习考试 |
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学院主管领导审核签字:
2016 年1月 6日