hi,小慕
物理化学(二)
第10次开课
开课时间: 2025年02月16日 ~ 2025年07月14日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第12周,共22周 已有 410 人参加
立即参加
课程详情
课程评价(85)
spContent=物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的,它以丰富的化学现象和体系为对象,大量采纳物理学的理论成就与实验技术,探索、归纳和研究化学的基本规律和理论,构成化学科学的理论基础。物理化学课程是化学及化工类相关专业的核心课程,也是考研的专业课之一!同学们,让我们一起学习物理化学吧!
物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的,它以丰富的化学现象和体系为对象,大量采纳物理学的理论成就与实验技术,探索、归纳和研究化学的基本规律和理论,构成化学科学的理论基础。物理化学课程是化学及化工类相关专业的核心课程,也是考研的专业课之一!同学们,让我们一起学习物理化学吧!
—— 课程团队
课程概述

        物理化学课程是新乡学院具有优良教学传统、较高教学水平的基础课程之一。物理化学课程1998年被评为校级优秀课程;1999-2002年,省教委教改项目“在高师<物理化学>教学中突出师范性的实践与研究”,全面提升了物理化学课程的教学水平。

       本课程自1978年开设以来,一直为我校化学教育与河南师范大学联合办学设置的“化学”本科专业所开设,其中1984年、1985年、1986年连续3年还为中学教师化学进修班开设,1987年以后一直为化学教育和“化工工艺”专科专业开设,后来扩展到其他院系的不同专业,还同时为新乡市电视大学开设物理化学实验。随着学校的不断发展,实验教学条件得到较大的改善,目前同时为化学工程与工艺、制药工程、新能源材料与器件、材料科学与工程和化学5个本科专业开设。在学校进行的教学质量检查中,本课程教学质量始终名列前茅。本教研室教师教学认真,教学效果优秀,每次学生评教都非常满意。其中,2011年《物理化学》课程被评新乡学院“校级精品课程”,2019年获批河南省精品在线开放课程立项建设,2020年被评选为河南省本科教育疫情防控期间线上优秀课程“一等奖”,2021年被评选为河南省“线上线下混合式一流本科课程”。

       目前本课程共有教师10人,其中副教授2人,其中有7人具有博士学位,在读博士1人。其中,在“河南省教育系统年度教学技能竞赛”中荣获“一等奖”1人,“二等奖”2人,在“河南省优质课大赛”中荣获“三等奖”1人,在“新乡学院课堂教学奖”中荣获“特等奖”2人,“二等奖”3人,“三等奖”4人。课程团队始终坚持在教学第一线,在教学方法中运用现代化教学手段,本着突出重点、理论与实际相结合等方式指导教学,满足学生就业的需要。

      物理化学教学团队教师承担了多项国家级、省、部级科研项目。有良好的科研成果:在省级以上学术刊物上发表论文100余篇,30余篇论文被SCI、EI收录;获国家专利3项;同时,每个教师都参加教学改革和课程建设,承担着多项省、校级教学研究项目。作为一支优化组合的教学队伍,把优良的教学传统、强大的科研实力与奋发的工作精神结合起来,为创造性地开展教学改革和课程建设奠定了基础。

授课目标

       物理化学是化学科学中的一个学科,是整个化学学科和化工学科的理论基础。同时,物理化学是化学类及相关专业开设的一门专业基础核心课,运用数学、物理学等基础科学的理论和实验方法,研究化学变化包括相变化和单纯状态变化中的平衡规律和速率规律,以及这些规律与物质微观结构的关系,为后继专业课程如化工原理、分离工程、反应工程、化学工艺学等提供直接的理论基础,起着承上启下的枢纽作用,物理化学课程在各专业人才培养中担负着重要作用,将为相关专业的学生学习专业课程提供重要的理论基础。目标包括:

     (1)了解物理化学研究问题的一些特殊方法(热力学方法、动力学方法等)及其中包括的一般科学方法;

     (2)熟悉物理化学的基本概念,掌握化学热力学和动力学原理;

     (3)培养学生基于化学热力学和化学动力学理论,具有初步的分析和解决一般物理化学问题的能力;

     (4)培养学生综合运用物理化学基本理论知识分析解决实际问题的能力。

       物理化学实验教学是理论教学的重要补充,是学生参加工程实际训练的首要门坎。其基本任务是巩固和加深对物理化学课程中基本理论知识的理解,培养学生应用理论知识组织工程实验的能力及分析和解决工程问题的能力,并在实验中学会一些操作技能。实验教学作为理论教学的延伸与补充,把课堂上深奥的理论知识和实际实验操作能力的训练融为一体;加强本课程的综合型、设计型教学环节,满足学生通过本课程进行全方位、不同层次和能力培养的需要,使原来从属于课程的验证性实验改革为验证性、探究性和综合创新性的系列实验,提高学生运用理论知识去分析、解决实际问题的能力。目标包括:

     (1)通过实验巩固和加深学生对物理化学相关基本概念、知识和原理的理解;

     (2)使学生掌握物理化学实验常见仪器的性能、原理、用途和使用方法,学会常用的物理化学实验方法和测试技术,提高实验的操作能力以及选择仪器、设计实验的能力,使学生受到初步的科学研究方法的训练;

     (3)培养学生仔细观察实验现象,正确记录实验数据和对实验数据分析归纳、从中找出规律的能力,为今后从事科学研究工作打下初步的基础。

课程大纲
电化学
课时目标: 通过本章的教学,要求学生掌握电解质溶液的导电机理及法拉第定律,掌握离子的电迁移率、迁移数、溶液的电导、电导率、摩尔电导率等概念;掌握能斯特方程、电池电动势与热力学函数的关系、电池电动势测定的应用;掌握电极极化的概念和结果。
(1)电极过程、电解质溶液及法拉第定律
主要知识点:原电池;电解池;正极、负极;阴极、阳极;电解质溶液的导电机理;电极反应;法拉第定律。
(2)离子的迁移数
主要知识点:离子的电迁移率;离子的迁移数;离子迁移数的测定方法。
(3)电导、电导率和摩尔电导率
主要知识点:电导;电导率;摩尔电导率;极限摩尔电导率;离子独立运动定律;离子的摩尔电导率;溶液电导的测定及应用。
(4)电解质溶液的活度、活度因子及德拜-休克尔极限公式
主要知识点:平均离子活度和平均离子活度因子;离子强度;德拜-休克尔极限公式。
(5)可逆电池及其电动势的测定
主要知识点:可逆电池;电池的图式表示法;电池电动势的测定。
(6)原电池热力学
主要知识点:可逆电池电动势与电池反应的吉布斯函数变之间的关系;可逆电池反应的摩尔熵变、焓变、可逆热的计算;能斯特方程。
(7)电极电势和液体接界电势
主要知识点:电极电势;标准电极电势;氢电极的标准电极电势;还原电极电势;电极的能斯特方程通式;原电池电动势的计算;液体接界电势及其消除;盐桥及其作用。
(8)电极的种类
主要知识点:第一类电极;第二类电极;参比电极;第三类电极。
(9)原电池的设计
主要知识点:化学反应与原电池的互译;原电池的设计方法。
(10)分解电压
主要知识点:分解电压;反电动势。
(11)极化作用
主要知识点:极化;浓差极化;电化学极化;超电势;测定极化曲线的方法;电解池与原电池极化的差别。
(12)电解时的电极反应
主要知识点:阳极上的反应规律;阴极上的反应规律。
界面现象
课时目标: 通过本章的教学,要求学生掌握界面张力的概念及产生的原因,理解弯曲液面上的附加压力和饱和蒸气压、亚稳态现象、吸附现象、润湿现象等。掌握拉普拉斯方程、开尔文公式、朗缪尔吸附等温式、吉布斯吸附等温式、杨氏方程和润湿公式等。了解朗缪尔单分子层吸附理论。掌握表面活性物质的性质及使用。
(1)界面张力
主要知识点:液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数;考虑表面功时的热力学公式;界面张力及其影响因素。
(2)弯曲液面的附加压力及其后果
主要知识点:拉普拉斯方程;开尔文公式;亚稳状态及新相的生成。
(3)固体表面
主要知识点:吸附剂;吸附质;物理吸附与化学吸附的比较;等温吸附;吸附量;饱和吸附量;朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式;吸附热力学。
(4)液-固界面
主要知识点:润湿;接触角与杨氏方程;几种润湿现象;固体自(稀)溶液中的吸附。
(5)溶液表面
主要知识点:正吸附;负吸附;表面活性物质;表面惰性物质;表面吸附量;吉布斯吸附等温式;饱和吸附量;表面活性剂的结构、分类与作用;临界胶束浓度。
化学动力学
课时目标: 通过本章的教学,要求学生掌握反应速率的表示方法;掌握简单级数反应速率方程的特征及相关计算;掌握温度对反应速率的影响(阿仑尼乌斯方程)。了解典型复合反应(对行反应、平行反应、连串反应)各自的特征;掌握复合反应速率的近似处理方法。了解碰撞理论和过渡状态理论的基本内容;了解溶液中反应的特点和溶剂对反应的影响;了解光化学反应的特点,掌握量子效率的计算;掌握催化反应的特征,了解常见的催化反应类型。
(1)化学反应的反应速率及速率方程
主要知识点:反应速率的定义;消耗速率;生成速率;基元反应;非基元反应;反应机理;反应分子数;质量作用定律;反应分级数;反应(总)级数;用气体组分的分压表示的速率方程。
(2)速率方程的积分形式
主要知识点:零级反应、一级反应、二级反应、n级反应速率方程的特征及相关计算。
(3)速率方程的确定
主要知识点:尝试法;半衰期法;初始速率法;隔离法。
(4)温度对反应速率的影响,活化能
主要知识点:范特霍夫规则;阿仑尼乌斯方程;活化能;活化能与反应热的关系。
(5)典型复合反应
主要知识点:对行反应;平行反应;连串反应。
(6)复合反应速率的近似处理法
主要知识点:选取控制步骤法;平衡态近似法;稳定态近似法;非基元反应的表观活化能与基元反应活化能之间的关系。
(7)链反应
主要知识点:单链反应的特征;由单链反应的机理推导反应速率方程;支链反应与爆炸界限。
(8)气体反应的碰撞理论
主要知识点:气体反应的碰撞理论。
(9)势能面与过渡状态理论
主要知识点:势能面;反应途径;活化络合物;艾林方程;艾林方程的热力学表示式。
(10)溶液中反应
主要知识点:溶剂对反应组分无明显作用的情况。
(11)光化学反应
主要知识点:光化学反应的特点;光化学定律;量子效率;光化学反应的机理与速率方程的推导;温度对光化学反应速率的影响;光化学平衡。
(12)催化作用的通性
主要知识点:催化剂的基本特征;催化反应的一般机理及速率常数;催化反应的活化能。
(13)多相催化反应
主要知识点:催化剂表面上的吸附;多相催化反应的步骤;表面反应控制的气-固相催化反应动力学。
胶体化学
课时目标: 通过本章的教学,要求学生掌握分散系统的定义和分类;理解和掌握胶体分散系统的光学性质、动力学性质和电学性质;理解斯特恩扩散双电层理论;理解影响溶胶稳定性与聚沉的因素。掌握电解质的聚沉作用,熟悉大分子溶液对溶胶的作用;了解乳状液的分类、鉴别,理解乳状液的稳定与去乳化作用;了解其它粗分散系统,了解高分子溶液的性质及唐南平衡。
(1)溶胶的制备
主要知识点:分散系统的分类;溶胶的制备与净化。
(2)溶胶的光学性质
主要知识点:丁达尔效应;瑞利公式;超显微镜与粒子大小的近似测定。
(3)溶胶的动力学性质
主要知识点:布朗运动;溶胶粒子的扩散;溶胶粒子的沉降与沉降平衡。
(4)溶胶的电学性质
主要知识点:电动现象;扩散双电层理论;电动电势;溶胶胶团的结构式。
(5)溶胶的稳定与聚沉
主要知识点:溶胶的经典稳定理论;溶胶的聚沉;聚沉能力;聚沉值;高分子化合物的聚沉作用。
(6)乳状液、泡沫、悬浮液及气溶胶
主要知识点:乳状液的分类及鉴别;乳状液的稳定;乳状液的去乳化;泡沫;悬浮液;粉尘的分类;粉尘的性质;气体除尘。
(7)高分子化合物的渗透压和黏度
主要知识点:高分子溶液的渗透压;唐南平衡;高分子溶液的黏度。
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预备知识

《无机化学》、《大学物理》、《高等数学》

参考资料

1.参考书

(1)天津大学物理化学教研室.物理化学(第六版).高等教育出版社.2009.

(2)韩德刚,高执棣.化学热力学.北京高等教学出版社.1997.

(3)付鹰.化学热力学导论.北京科学出版社.1963.

(4)张礼和.化学学科进展.北京化学工业出版社.2005.

(5)梁文平,杨俊林,等.新世纪的物理化学.北京科学出版社.2004.

(6)Poling B E, Prausnitz J M, O’Connell J P. The Properties of Gases and Liquids. New York McGraw-Hill, 2004.

2.期刊

(1)K. S. Novoselov, Z. Jiang, Y. Zhang, et al. Room-Temperature Quantum Hall Effect in Graphene, Science, 2007, 315: 1379.

(2)B. Santiago-Gonzaleza, C. Vazquez-Vazqueza, M. C. Blanco-Varelaa, et al. Synthesis of water-soluble gold clusers in nanosomes displaying robust photoluminescence with very large Stokes shift[J]. Journal of Colloid and Interface, Science, 2015, 455: 154-162.

(3)T. Brezesinski, J. Wang, S. H. Tolbert, B. Dunn, Ordered mesoporous a-MoO3 with iso-oriented nanocrystalline walls for thin-film pseudocapacitors, Nature Materials, 2010, 9: 146-151.

(4)K. S. Novoselov, A. K. Geiml, S. V. Morozov, et al. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene, Nature,2005,438: 197-200.

(5)Zhang J. R., Wang X., Qi G. C., et al. A novel N-doped porous carbon microsphere composed of hollow carbon nanospheres[J]. Carbon, 2016, 96: 864-870.

(6)彭莉娟,姚倩,王静波,等.RDX及其衍生物高温热解的反应分子动力学模拟[J].《物理化学学报》,2017,33(4):745-754.

(7)吴洪鹏.石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D].北京交通大学博士论文,2012:13-19.

(8)郭玉宝.基于第一性原理的电极表面电子结构和电催化反应机理的理论研究[D].北京交通大学博士论文,2017:5-9.

(9)曹静思.分子反应活性位点^心及分子结构性质的研究[D].北京科技大学博士论文,2017:3-23.

(10)李小军.AuGen(n=2-9)团簇的几何结构和电子性质的理论研究[J].化学通报,2015,78(11):1053-1056.

3.网络资源

(1)张心宽等.物理化学教学视频.新乡学院,教务处,精品资源共享课程.https://jpkc.xxu.edu.cn/xjjp/物理化学网站/index.htm.

(2)周亚平等.物理化学教学视频,天津大学,资源共享课,国家级精品资源共享课.https://www.icourses.cn/coursestatic/course_2220.html.

(3)王志勇等.物理化学在线课程.武汉大学,在线开放课程.https://www.icourse163.org/course/WHU-214001.

(4)王新平等.物理化学在线课程.大连理工大学,在线开放课程.https://www.icourse163.org/course/DLUT-1001734002.

(5)杨桦等.物理化学教学视频,吉林大学,资源共享课,国家级精品资源共享课.https://www.icourses.cn/coursestatic/course_3400.html.


新乡学院
1 位授课老师
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副教授

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