物理化学上教案

物理化学(上)教案任课教师：王岩授课班级：生食、化材学院课程总学时：40课程周学时：3上课周次：14基本教材：《物理化学》（天津大学编）教学进度计划章节计划课时教学手段备注第一章(4学时)第一节4/3多媒体采用《物理化学多媒体教学软件》授课，含绪论2/3学时。第二节2/3同上采用《物理化学多媒体教学软件》授课第三节2/3同上同上第四节2/3同上同上第五节2/3同上同上第二章(8学时)第一节1同上同上第六节1同上同上第二节2/3同上同上第三节2/3同上同上第五节2/3同上同上第四节1同上同上第七节1同上同上第九节2/3同上同上第十节2/3同上同上第十一节2/3同上同上第三章第一节1同上同上第二节1同上同上第三节2/3同上同上第三章（10学时）第四节2/3同上同上第五节2/3同上同上第六节1同上同上第七节1同上同上第八节1同上同上第九节1同上同上第十节(含习题课)2同上同上第四章（6学时）第一节1/3同上同上第一节1/3同上同上第二节1/3同上同上第三节1/3同上同上第四节1/3同上同上第五节1/3同上同上第六节1/3同上同上第七节1/3同上同上第八节1/3同上同上第九节1/3同上同上第五章（6学时）第一节1同上同上第二节1同上同上第三节1同上同上第四节1同上同上第五节1同上同上第六节1同上同上第六章（8学时）第一节2/3同上同上第二节1同上同上第三节2/3同上同上第四节2/3同上同上第五节1同上同上第七节1同上同上第八节1同上同上第九节1同上同上第十节1同上同上第1次课课时：2学时章节题目绪论第一章气体的pVT关系§1-1理想气体状态方程§1-2理想气体混合物本次课教学目标本次课是本课程的第一次上课，首先，要介绍物理化学研究的内容和方法，以及如何学习本课程。学习气体在物理化学习学中的目的，向学生讲授理想气体状态方程导出，及讲清理想气体混合物两个定律应用及限制。本次课重点难点重点：理想气体状态方程难点：理想气体混合物的两个定律的理解及应用教学基本内容设计：由于本次课是物理化学的第一次课，所以应先讲一部分“绪论”的内容。一、什么是物理化学？物理化学是从物理变化和化学变化的联系入手，研究化学变化的规律的一门科学。二、物理化学的基体内容（一）化学热力学（二）统计热力学（三）化学动力学（四）结构化学三、物理化学的研究问题的方法及特点实验采用物理实验的方法，推导过程中多采用数学手段。四、如何学习好物理化学？由于其研究方法的特殊性，要求学生有较好的数、理、化的基础。要求学生在学习过程中重点注意所用的公式的适用条件。多作习题，帮助理解疑难。第一章气体的pVT性质气体作为物质的一种状态，有易于压缩、分子间力小，在特定条件（常温常压，视为理想气体）下可以用一个简单的方程来描述。是一个非常好的研究问题的系统。重点讲清理想气体的微观模型，以及推导出理想气体态状方程的三个定律的时代的局限性，和在特定条件下的意义。混合理想气体的两个定律，道尔顿分压定律、阿玛格分体积定律。注意理想气体分压与实际气体分压的区别，理想气体分体积与实际气体分体积的不同之处。备注:辅助手段和时间分配：通过作业的习题和辅助教材《物理化学辅助教程》进一步理解课堂讲授的内容。条件允许应辅以一个学时的答疑时间。参考教材：1、《物理化学》南京大学，付献彩编；2、《物理化学》华东理工大学，胡英编3、《物理化学》大连理工大学，付玉普编；4、《PhysicalChemistry》ATKINS（us）5、《物理化学简明教程》印永嘉编。本次课小结作业、预习等小结：掌握理想气体状态方程及理想气体的微观模型作业：（第一章习题）1、3、5。预习：§1-3气体的液化及临界性质§1-4真际气体状态方程§1-5.对应状态原理及普遍化压缩因子图第2次课课时：2学时章节题目第一章气体的pVT关系§1-3气体的液化及临界性质§1-4实际气体状态方程§1-5.对应状态原理及普遍化压缩因子图本次课教学目标使学生了解实际气体的液化及临界性质,真际气体状态方程以及对应状态原理和普遍化压缩因子图的使用本次课重点难点1、实际气体的液化；2、液体的饱和蒸气压；压缩因子图的使用。教学基本内容设计：§1-3气体的液化及临界性质在本节的内容中有几个重要的知识点要给学生讲清楚：1、实际气体的临界温度及临界状态2、实际气体在加压液化的过程中，有哪些特征？这些特征是由什么原因产生的3、液体的饱和蒸气压§1-4实际气体状态方程本节主要要从实际气体与理想气体的区别入手，向学生讲授实际气体的性质，重点通过范德华方程介绍真实气体的状态方程。注意：向学生讲清真实气体范德华方程的适用范围。§1-5.对应状态原理及普遍化压缩因子图从对应状态原理引出普遍化压缩因子图，通过例题实例给学生讲解普遍化压缩因子图的使用方法及其适用范围。由于本章在这次课结束，对本章的内容进行小结，指出重点要求掌握。备注:辅助手段和时间分配：通过作业的习题和辅助教材《物理化学辅助教程》进一步理解课堂讲授的内容。条件允许应辅以一个学时的答疑时间。参考教材：1、《物理化学》南京大学，付献彩编；2、《物理化学》华东理工大学，胡英编3、《物理化学》大连理工大学，付玉普编；4、《PhysicalChemistry》ATKINS（us）5、《物理化学简明教程》印永嘉编。本次课小结作业、预习等熟悉真实气体与理想气体的区别，了解实际气体的液化及临界性质,真际气体状态方程以及对应状态原理和普遍化压缩因子图的使用。作业：（第一章习题）7、9、12、13、17、18预习：第二章热力学第一定律§2-1热力学基本概念第3次课课时：2学时章节题目第二章热力学第一定律§2-1热力学基本概念§2-6气体可逆膨胀压缩过程，理想气体绝热可逆过程方程式本次课教学目标通过课堂教学使学生掌握热力学基本概念,气体可逆膨胀压缩过程，理想气体绝热可逆过程方程式本次课重点难点热力学基本概念，气体可逆膨胀压缩过程，理想气体绝热可逆过程方程式教学基本内容设计：第二章热力学第一定律§2-1热力学基本概念通过本节的学习使学生掌握物理化学中的基本概念和术语：系统与环境、封闭系统、隔离系统、敞开系统，过程与途径，热力学平衡态、热和功，热力学能（内能）等等概念。使用学生在今后的学习中熟练应用。§2-6气体可逆膨胀压缩过程，理想气体绝热可逆过程方程式在本节中向学生详尽讲授气体的膨胀与压缩过程中，系统与环境之间的做功大小的情况。阐明可逆过程的特征和在膨胀过程系统对环境作功最大，压缩过程中环境对系统做功最小。推导理想气体绝热可逆过程方程。要向学生反复强调理想气体绝热可逆过程方程的适用条件。该方程要求过程必须是：1、绝热可逆过程；2、气体为理想气体。对于绝热不可逆过程，应采用热力学第一定律式，建立恒等式求解始态、终态的温度。备注：辅助手段和时间分配：通过作业的习题和辅助教材《物理化学辅助教程》进一步理解课堂讲授的内容。安排一个学时的答疑时间。参考教材：1、《物理化学》南京大学，付献彩编；2、《物理化学》华东理工大学，胡英编3、《物理化学》大连理工大学，付玉普编；4、《PhysicalChemistry》ATKINS（us）5、《物理化学简明教程》印永嘉编。本次课小结作业、预习等掌握热力学基本概念,气体可逆膨胀压缩过程，理想气体绝热可逆过程方程式作业：2、4、5、7预习：§2-2热力学第一定律§2-3恒容热、恒压热，焓§2-5焦耳实验，理想气体的热力学能、焓第4次课课时：2学时章节题目第二章热力学第一定律§2-2热力学第一定律§2-3恒容热、恒压热，焓§2-5焦耳实验，理想气体的热力学能、焓本次课教学目标掌握热力学第一定律。恒容热、恒压热，焓。理想气体的热力学能、焓本次课重点难点重点：热力学第一定律，理想气体的热力学能。恒容热、恒压热，焓。难点：恒容热、恒压热，焓教学基本内容设计：§2-2热力学第一定律几种形式的热力学第一定律的表述。隔离系统的能量不变。第一类永动机是造出出来的。重点讲解热力学第一定律数学表达式：△U=Q+w§2-3恒容热、恒压热，焓向学生讲授“热”虽然不是状态函数，但是，在特定的条件下具有状态函数的特征，如：恒压过程、恒容过程1.恒容过程的热与内能的关系，恒容过程的条件；2.恒压过程的热与内能的关系，恒压过程的条件。由恒压过程导出热力学状态函数焓；3.焓的物理意义：等于恒压过程的热，其绝对值无法测出。§2-5焦耳实验，理想气体的热力学能、焓由焦尔实验导出理想体气体的内能和焓只是温度的函数。注意：上述结论只适用于理想气体pVT变化过程。对于发生相变和化学变化的过程不适用。备注：辅助手段和时间分配：通过作业的习题和辅助教材《物理化学辅助教程》进一步理解课堂讲授的内容。安排二个学时的答疑时间。参考教材：1、《物理化学》南京大学，付献彩编；2、《物理化学》华东理工大学，胡英编3、《物理化学》大连理工大学，付玉普编；4、《PhysicalChemistry》ATKINS（us）5、《物理化学简明教程》印永嘉编。本次课小结作业、预习等掌握热力学第一定律。恒容热、恒压热，焓。理想气体的热力学能、焓作业：(第二章习题)9、11、12、18、19、22、23预习：§2-4热容，恒容变温过程、恒压变温过程§2-7相变化过程第5次课课时：2学时章节题目第二章热力学第一定律§2-4热容，恒容变温过程、恒压变温过程§2-7相变化过程本次课教学目标掌握热容的概念及计算，能够计算恒容变温过程、恒压变温过程以及相变化过程的过程热和焓变本次课重点难点重点：恒容变温过程、恒压变温过程，相变化过程的过程热和焓变的计算难点：不可逆相变化过程的过程热的计算教学基本内容设计：§2-4热容，恒容变温过程、恒压变温过程通过本节的内容的讲授，使学生掌握用热容计算（不发生相变化和化学变化过程）恒容变温过程、恒压变温过程的过程热及焓。强调变温过程计算△U、△H的公式的适用条件和范围：适用条件：封闭系统，不发生相变，无化学变化的气体、液体、固体物质的变温过程。§2-7相变化过程对于不可逆相变化过程的过程热的计算，要通过例题多进行讲解和演示。掌握下列公式的的使用：备注：辅助手段和时间分配：通过作业的习题和辅助教材《物理化学辅助教程》进一步理解课堂讲授的内容。安排一个学时的答疑时间。参考教材：1、《物理化学》南京大学，付献彩编；2、《物理化学》华东理工大学，胡英编3、《物理化学》大连理工大学，付玉普编；4、《PhysicalChemistry》ATKINS（us）5、《物理化学简明教程》印永嘉编。本次课小结作业、预习等掌握热容的概念，及通过习题的练习，掌握计算恒容变温过程、恒压变温过程以及相变化过程的内能、过程热、焓变。作业：27、29、31、32预习：§2-9化学计量数、反应进度和标准摩尔反应焓§2-10由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓§2-11`节流膨胀与焦耳——汤姆逊效应21,dTVVmTUnCT21,mdTppTHnCT21vapm2vapm1vap,m()()dTpTHTHTCT第6次课课时：2学时章节题目第二章热力学第一定律§2-9化学计量数、反应进度和标准摩尔反应焓本次课教学目标1、掌握化学计量数、化学进度的概念及基意义，掌握标准摩尔反应焓的计算方法及其随温度的变化，掌握基尔霍夫公式。2、了解摩尔反应焓与标准摩尔反应焓的差别与关系。了解节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应本次课重点难点标准摩尔反应焓的计算。教学基本内容设计：§2-9化学计量数、反应进度和标准摩尔反应焓化学反应计量式：aA+bB=lL+mM0=νBB，νB：化学计量数，对产物取正，反应物取负。标准摩尔燃烧焓rHm(T)§2-10由标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓rHm(T)=BfHm(T)=–BcHm(T)§2-11节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应节流膨胀的热力学特征等焓过程环节注意事项:首先要求学生了解化学反应的计量方法及化学反应进度的定义及意义，了解摩尔反应焓的概念及其与标准摩尔反应焓的关系。由此引导学生思考实验如何得到标准摩尔反应