物理化學是大學化學的基礎理論課程之一，是化學專業(yè)、應用化學專業(yè)的必修課程。本課程的任務是學習物理化學的基本原理，包括化學熱力學、電化學、化學動力學、表面現(xiàn)象、膠體化學的基本知識。通過本課程的學習（課堂講授、自學、課堂討論、習題課、考試等教學環(huán)節(jié)），學生應掌握必需的物理化學基礎知識，并初步具有分析和解決一些實際問題的能力，為學習高等化學專業(yè)課程打下基礎；同時也為學生今后從事物理化學教學、科研以及中學化學教學打下良好的化學理論基礎。

第一章  物質(zhì)的pVT性質(zhì)
基本要求：
（1）掌握理想氣體狀態(tài)方程。
（2）掌握理想氣體的宏觀定義及微觀模型。
（3）掌握分壓、分體積概念及計算。
（4）理解真實氣體與理想氣體的偏差、臨界現(xiàn)象。
（5）掌握飽和蒸氣壓概念。
（6）理解范德華狀態(tài)方程、對應狀態(tài)原理和壓縮因子圖，了解對比狀態(tài)方程及其它真實氣體方程。
教學重點及難點：
（1）理想氣體狀態(tài)方程及其應用；分子平均平動能與溫度的關系。
（2）分子平動能的分布、分子的碰撞頻率與平均自由程。
基本內(nèi)容：
（1）氣體分子運動論、分子平均平動能與溫度的關系。
（2）氣體摩爾常數(shù)、理想氣體狀態(tài)圖、分子運動速率的分布。
（3）分子平動能的分布、分子的碰撞頻率與平均自由程。
（4）實際氣體及其狀態(tài)方程。
（5）氣體、液體間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。
思考題：Dalton分壓定律能否用于實際氣體？為什么？
第二章  熱力學第一定律
基本要求：
（1）理解系統(tǒng)與環(huán)境、狀態(tài)、過程、狀態(tài)函數(shù)與途徑函數(shù)等基本概念，了解可逆過程的概念。
（2）掌握熱力學第一定律文字表述和數(shù)學表達式。
（3）理解功、熱、熱力學能、焓、熱容、摩爾相變焓、標準摩爾反應焓、標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓等概念。
（4）掌握熱力學第一定律在純PVT變化、相變化及化學變化中的應用，掌握計算各種過程的功、熱、熱力學能變、焓變的方法。
教學重點及難點：
（1）熱力學第一定律；體系在相變過程、理想氣體在自由膨脹過程、等溫過程、等容過程、絕熱過程、循環(huán)過程中的△U、△H及Q、W的值計算；計算化學反應熱效應的方法；狀態(tài)函數(shù)、可逆過程與不可逆過程等概念。
（2）狀態(tài)函數(shù)、可逆過程等概念；△U、△H及Q、W的值計算。反應熱效應的計算、基爾霍夫定律、等壓絕熱反應。
基本內(nèi)容：
（1）基本概念及術語
系統(tǒng)、環(huán)境、性質(zhì)、狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、平衡態(tài)、過程、途徑。
（2）熱力學第一定律
功、熱、熱力學能，熱力學第一定律。恒容熱、恒壓熱、焓。
（3）可逆過程體積功的計算
可逆過程、恒溫可逆過程與絕熱可逆過程功的計算。
（4）熱容
平均熱容、真熱容。定壓摩爾熱容、定容摩爾熱容。Cp，m與Cv，m的關系。
（5）熱力學第一定律對理想氣體的應用
焦耳實驗，理想氣體的熱力學能與焓，理想氣體的熱容差，理想氣體的恒溫、恒壓、恒容與絕熱過程。
（6相變焓
（7）標準摩爾反應焓
反應進度，標準態(tài)，標準摩爾反應焓，標準摩爾生成焓及標準摩爾燃燒焓.標準摩爾反應焓與溫度的關系。
（8）熱力學第一定律對實際氣體的應用
實際氣體的熱性能與焓
焦耳--湯姆生效應、節(jié)流系數(shù)。
思考題：（1）“凡是體系的溫度升高時就一定吸熱，而溫度不變時，體系既不吸熱也不放熱”，這種說法對否？舉實例說明。
（2）“功、熱與內(nèi)能均是能量，所以它們的性質(zhì)相同”這句話正確否？
第三章  熱力學第二定律
基本要求：
（1）理解自發(fā)過程、卡諾循環(huán)、卡諾定理。
（2）掌握熱力學第二定律的文字表述和數(shù)學表達式。
（3）理解熵、亥姆霍茲函數(shù)、吉布斯函數(shù)定義；掌握熵增原理、熵判據(jù)、亥姆霍茲函數(shù)判據(jù)、吉布斯函數(shù)判據(jù)。
（4）掌握物質(zhì)在PVT變化、相變化中熵、亥姆霍茲函數(shù)、吉布斯函數(shù)的計算及熱力學第二定律的應用。
（5）了解熱力學第三定律，規(guī)定熵、標準熵，理解標準摩爾反應熵定義及計算。
（6）掌握主要熱力學公式的推導和適用條件。
（7）掌握熱力學基本方程和麥克斯韋關系式；理解推導熱力學公式的演繹方法。
教學重點及難點：
（1）可逆過程熱溫商和熵變；熵增原理、熵變的計算及熵判據(jù)的應用；△A、△G的計算。
（2）熱力學第二定律的克勞修斯說法與開爾文說法；熵變的計算及熵判據(jù)的應用；△A、△G的計算；熱力學基本關系式。
基本內(nèi)容：
（1）自發(fā)過程的共同特征。
（2）熱力學第二定律的克勞修斯說法與開爾文說法。
（3）卡諾定律。
（4）熵。可逆過程熱溫商和熵變、熱力學第二定律的數(shù)學表達式、能量退化。熵增原理、熵變的計算及熵判據(jù)的應用。熵的統(tǒng)計意義。
（5）亥姆霍茲自由能與吉布斯自由能。定義，等溫等容和等溫等壓下過程方向與限度的判據(jù)、△A、△G的計算示例。
（6）熱力學基本關系式：基本關系式、對應系數(shù)關系式、麥克斯韋關系式。
（7）吉布斯—亥姆霍茲公式。
（8）熱力學第三定律：第三定律、規(guī)定熵、標準熵。
思考題：（1）為什么熱力學第二定律也可表達為：“一切實際過程都是熱力學不可逆的”？
（2）可逆過程的熱溫商與熵變是否相等，為什么? 不可過程的熱溫商與熵變是否相等？
（3）如有一化學反應其等壓熱效應ΔH＜0，則該反應發(fā)生時一定放熱，且ΔS＜0，對嗎？ 為什么？
第四章  多組分系統(tǒng)熱力學
基本要求：
（1多組分體系組成的表示法。明確偏摩爾量與化學勢的要領與意義，了解它們之間的區(qū)別。
（2）掌握理想氣體、非理想氣體及其混合物的化學勢。
（3）了解氣體逸度的定義并了解逸度的幾種求法，掌握狀態(tài)方程式法求逸度的方法。稀溶液的經(jīng)驗定律與依數(shù)性。
（4）理解混合物與溶液的區(qū)別，掌握理想液態(tài)混合物、（理想）稀溶液中各組分的化學勢公式。
（5）了解掌握理想溶液的通性，了解分配定律。掌握活度的概念，蒸氣壓法計算活度。
教學重點及難點：
（1）理想氣體、非理想氣體的化學勢；拉烏爾定律與享利定律；理想稀溶
液中各組分的化學勢。
（2）化學勢，標準態(tài)和標準態(tài)選擇。
（1）多組分體系組成的表示法
（2）偏摩爾量。定義、偏摩爾量的集合公式、吉布斯—杜亥姆公式。
（3）化學勢。化學勢的定義及其在相平衡體系中的應用，化學勢與溫度、壓力的關系。
（4）理想氣體、非理想氣體的化學勢及氣體的標準態(tài)和標準態(tài)選擇。
（5）混合理想氣體、非理想氣體的化學勢的計算，氣體逸度的定義與計算。
（6）液態(tài)混合物組分的化學勢：理想溶液中各組分的化學勢、理想溶液的通性。
（7）拉烏爾定律與享利定律、理想稀溶液中各組分的化學勢及依數(shù)性、實際溶液中各組分        的化學
思考題：（1）當溶液濃度趨向飽和時，溶質(zhì)的微分溶解熱與摩爾積分溶解熱各趨向何值？當濃度趨向無限稀釋時，又將怎樣？
（2）拉烏爾定律與亨利定律有何異同？
（3）亨利常數(shù)對每一種物質(zhì)是否是一個定值，它會隨濃度、溫度、溶劑性質(zhì)而變嗎？
（4）何謂溶劑，何謂溶質(zhì)，兩者各服從怎樣的規(guī)律性？
基本要求：
（1）理解摩爾反應吉布斯函數(shù)、標準摩爾反應吉布斯函數(shù)、標準摩爾生成吉布斯函數(shù)定義及應用。
（2）掌握標準平衡常數(shù)的定義。理解等溫方程和范特霍夫方程的推導及應用。
（3）掌握用熱力學數(shù)據(jù)計算平衡常數(shù)及平衡組成的方法判斷在一定條件下化學反應可能進行的方向,會分析溫度、壓力、組成等因素對平衡的影響。
（4）了解真實氣體化學平衡及溶液中的化學平衡。
教學重點及難點：
（1）化學反應等溫方程式；平衡常數(shù)及其各種表示式；平衡常數(shù)的測定、平衡組成及平衡轉(zhuǎn)化率的計算。濃度、壓力、惰性組分等因素對化學平衡的影響。
（2）平衡常數(shù)的測定、平衡組成及平衡轉(zhuǎn)化率的計算。
基本內(nèi)容：
（1）化學反應的方向和限度：平衡條件、化學反應等溫方程式
（2）平衡常數(shù)及其應用：理想氣體反應、實際氣體反應、液相反應、復相反應的平衡常數(shù)及其各種表示式、平衡常數(shù)的測定、平衡組成及平衡轉(zhuǎn)化率的計算。
（3）標準生成吉布斯自由能和液相反應的標準吉布斯自由能：標準態(tài)下反應的吉布斯自由能的變化值，標準生成吉布斯自由能。
（4）平衡常數(shù)與溫度的關系。
（5） 濃度、壓力、惰性組分等因素對化學平衡的影響。
（6） 同時平衡、反應偶合、近似計算。
思考題：
（1）對于一個封閉體系，其化學反應自由能ΔGm即(G/ξ)T，p 是否隨反應的進度而變化？為什么？對于一個封閉體系，其化學反應自由能ΔGm即(G/ξ)T，p 是否隨反應的進度而變化？為什么？
基本要求：
（1）理解相律的意義、推導，掌握其應用。
（2）掌握單組分系統(tǒng)、二組分氣―液平衡系統(tǒng)和二組分凝聚系統(tǒng)典型相圖的分析和應用。（3）了解相圖繪制的常用幾種方法，要求能根據(jù)熱分析數(shù)據(jù)繪出步冷曲線進而繪出相圖或    由相圖繪出步冷曲線。
（4）掌握二組份、三組份體系的一些典型相圖，并會應用相律來說明相圖中點、線、區(qū)的意義及體系在不同過程中發(fā)生的相變化。
（5）學會使用杠桿規(guī)則。了解相圖在實際生產(chǎn)中的一些應用。
基本內(nèi)容：
（1） 相律：相、組分數(shù)、自由度的概念、相律的推導。
（2） 單組份體系的相圖：水的相圖、二氧化碳的相圖。
（3）克拉貝龍方程式和克拉貝龍—克勞修斯方程式的推導與應用。
（4）二組分液—液體系相圖：完全互溶雙液系(p-X圖、T-X圖、杠桿規(guī)則、蒸餾與精餾原理) 、部分互溶雙液系、不互溶雙液系及水蒸汽蒸鎦原理。杠桿規(guī)則。
（5）二組分固—液體系相圖：形成簡單低共熔混合物的固—液體系(熱分析法、溶解度法繪制相圖)相圖。形成穩(wěn)定化合物和形成不穩(wěn)定化合物的固—液體系相圖。固態(tài)完全互溶、部分互溶的固液體系，區(qū)域熔煉原理。
（6）三組分體系的相圖：三組分體系的組成在等邊三角形相圖中的表示法，部分互溶的三液系、三組分鹽水體系。
思考題：
（1）高原地區(qū)的氣壓較平原地區(qū)的氣壓低，為什么在高原地區(qū)用普通的鍋能否將米燒成熟飯？
（2）為了防止苯乙烯的高溫聚合，可以采用減壓蒸餾，若使苯乙烯在 318.2K 減壓蒸餾，
欲計算出設備的真空度為多少？如何算法，尚需哪些數(shù)據(jù)？
第七章  電化學    （宋體五號 加黑）
基本要求：
（1）了解電解質(zhì)溶液的導電機理，掌握法拉第定律。
掌握電導、電導率和摩爾電導率的定義、物理意義及三者之間的關系；用測定電導方法計算弱電解質(zhì)的電離度、電離常數(shù)以及難溶鹽的溶解度。
（2）了解電解質(zhì)的平均活度和平均活度系數(shù)及平均質(zhì)量摩爾濃度的概念和計算。
（3）掌握可逆電池的定義及必須具備的條件，電極電勢的概念，會用能斯特方程計算電極電勢和電池電動勢。
（4）掌握電極的基本特點，學會由給定化學反應設計原電池，由給定原電池寫出電極反應和電池反應，并由電極電勢計算電池電動勢 。                            
（5）了解液體接界電勢產(chǎn)生的原因及鹽橋作用。
（6）了解電池電動勢與電池反應熱力學函數(shù)之間的關系及其有關計算。
教學重點及難點：
（1）離子獨立移動定律，電導概念及其應用，電解質(zhì)溶液的活度。
（2）電動勢產(chǎn)生的機理，電極電勢的能斯特方程，電動勢的能斯特方程。
電極的極化，金屬的腐蝕
基本內(nèi)容：
（1）電解質(zhì)溶液的電導機理及法拉第定律
（2）電解質(zhì)溶液的電導、電導率和摩爾電導率
（3）電導測定的應用
（4）離子的遷移數(shù)
（5）電解質(zhì)的平均活度和平均活度的系數(shù)
（6）可逆電池與可逆電極
（7）可逆電池電動勢的測定
（8）可逆電池熱力學
（9）電極電勢
（10）可逆電池電動勢的計算
（11）標準電極電勢數(shù)據(jù)和電動勢測定的應用
（12）極化作用
（13）電解時的電極上的反應
思考題：（1）柯爾拉烏希經(jīng)驗公式適用條件和范圍是什么？柯爾拉烏希離子獨立運動定律的重要性何在？
（2）電導率與摩爾電導概念有何不同? 它們各與哪些因素有關?
（3）為什么選用韋斯登電池作為標準電池?
（4）如果金屬表面帶負電荷，則在金屬—溶液界面上的電勢將如何分布？當出現(xiàn)“特性
吸附”時，界面上的電勢又將如何分布？
第十章  界面現(xiàn)象
基本要求：
（1）理解表面自由能、表面張力的概念，明確表面張力與溫度的關系。
（2）了解表面曲率半徑與蒸汽壓的關系。
（3）了解液體鋪展的概念，理解吉布斯吸附公式的推導過程及表面超量的意義，掌握有關計算。
（4）了解什么是表面活性物質(zhì)，了解它在表面上定向排列及降低體系表面能的情況。了解表面活性劑的大致分類及它的幾種重要作用。
（5）了解化學吸附與物理吸附的區(qū)別，掌握Langmuir吸附理論和BET吸附理論的要點及對應的吸附等溫式的應用。
（6）了解吸附與催化反應的關系，以及氣—固相催化反應的一般機理。
教學重點及難點：
（1）表面吉布斯自由能、表面張力；彎曲表面下的附加壓力；Langmuir吸附等溫式
基本內(nèi)容：
（1）表面吉布斯自由能與表面張力：表面吉布斯自由能、表面張力、表面張力與溫度的關系。
（2）彎曲表面下的附加壓力，楊—拉普拉斯公式、彎曲表面上的蒸汽壓。
（3） 液體的鋪展與潤濕。
（4） 溶液界面的吸附：溶液表面層的吸附現(xiàn)象、吉布斯等溫吸附方程式、分子在兩相界面       上的定向排列。
（5）表面活性劑：定義、種類和結(jié)構(gòu)，表面活性物質(zhì)在吸附層的定向排列、表面活性劑的選 擇—HLB法、表面活性劑的一些重要作用(乳化、加溶、起泡作用)
（6）固體表面的吸附：吸附等溫線、Langmuir等溫式、BET公式、化學吸附與物理吸附、吸附位能曲線、化學吸附熱。
（7）吸附與解吸速率方程式——吸附速率
（8）氣——固表面催化反應：化學吸附與催化反應。氣一固表面催化反應速率。
思考題：
（1）表面能、表面自由能、比表面自由能、表面張力是否是一個概念？相同否？
（2）表面吸附量、表面濃度、表面過剩量是否是一個概念？
（3）表面活性劑在溶液中是采取定向排列吸附在溶液表面上，還是以膠束的形式存在于溶液中？為什么？
第十一章  化學動力學
基本要求：
（1）掌握反應速率、反應級數(shù)和反應分子數(shù)的概念以及反應級數(shù)與反應分子數(shù)的區(qū)別和聯(lián)系。
（2）掌握一級和二級反應的特點及其有關速方程式的計算。
（3）理解活化能的概念及其對反應速率的影響，掌握阿累尼烏斯方程的四種形式及其應用。
教學重點及難點：
（1）一級、二級反應速率方程式；反應級數(shù)和反應速率常數(shù)的測定；溫度對反應速率的影響。對峙反應、平行反應、連續(xù)反應；過渡態(tài)理論；擬定反應歷程的一般方法。
（2）有關問題的計算。過渡態(tài)理論；擬定反應歷程的一般方法。
基本內(nèi)容：
（1）化學反應的速率
（2）化學反應的速率方程式
（3）具有簡單級數(shù)反應的速率方程式
（4）反應級數(shù)的實驗測定方法
（5）溫度對反應速率的影響
（6）典型的復合反應
（7）復合反應速率方程式的近似處理方法
（8）催化作用簡介
（9）在溶液中進行的反應
（10）光化學
思考題：（1）請簡述一級反應特征。
（2）在基元反應中, 實驗活化能Ea的物理意義。
（3）在確定的溫度范圍內(nèi)，阿侖尼烏斯公式適用的條件是什么？
（4）什么是反應截面積？請予說明。
（5）鏈反應和光反應有何特征? 激光化學反應有何特征?
（6）催化作用有哪些特征？酶催化與一般催化有何異同？
第十二章  膠體化學
計劃學時：8
基本要求：
（1）了解分散體系的基本特性。
（2）了解溶膠的動力學性質(zhì)、光學性質(zhì)與電性質(zhì)。
（3）了解膠體粒子帶電原因、膠團結(jié)構(gòu)、雙電層結(jié)構(gòu)和電動電勢的概念。
（4）了解膠體的穩(wěn)定性與聚沉作用。
（5）了解大分子溶液性質(zhì)及分子量的測定方法。
（6）理解什么是唐南平衡，如何較準確地用滲透壓法測定電離大分子物質(zhì)的相對分子量。
教學重點及難點：（1）膠體的電學性質(zhì)、膠團結(jié)構(gòu)。（2）雙電層結(jié)構(gòu)和電動電勢。基本內(nèi)容：（1）膠體的分類、基本特性、溶膠的制備和凈化。
（2） 膠體的動力性質(zhì)：布朗運動、擴散和滲透壓。
（3）膠體的光學性質(zhì)：丁鐸爾效應、瑞利公式。
（4）膠體的電學性質(zhì)：電泳和電滲現(xiàn)象、膠粒帶電原因、膠團結(jié)構(gòu)、雙電層結(jié)構(gòu)和電動電勢。
（5）膠體的穩(wěn)定性和聚沉作用：膠體的穩(wěn)定性、影響聚沉作用的一些因素、電解質(zhì)聚沉能力的  規(guī)律。
（6）大分子溶液及膜平衡：大分子溶液性質(zhì)及分子量測定、唐南平衡。
思考題：（1）純液體有無散射光? 為什么? 一般溶液如何? 溶膠具有乳光現(xiàn)象，但體系透明，  為何？（2）試比較膠粒表面電勢，Stern層(緊密層)電勢及ζ電勢?（3）如何理解溶膠是動力學上穩(wěn)定而熱力學上不穩(wěn)定的體系，且有聚沉不穩(wěn)定的特性?