物理化学教学大纲

《物理化学》课程教学大纲适用专业：食品科学与工程专业本科学时：48学时学分：3学分课程代码：B01001204一、本课程的性质和任务与教学原则和方法性质：物理化学是化学科学的一个重要分支，是一门理论性和实践性并重的课程。物理化学课程是高等学校化学，食品，生物，农林，材料等各专业教学计划中一门必修的基础课程，通过本课程的学习，可以为本学科的后续课程学习和发展能力打下坚实的基础。任务：通过学习化学热力学、动力学、电化学、表面化学、胶体化学的基本理论与研究方法，使学生掌握物理化学的基本原理、基础知识、基本方法，从物理变化和化学变化入手，探求化学变化的基本规律，提高对物理化学的分析能力和计算能力，为学生学习后继课程奠定必要的基础。在授课的过程中，坚持物理化学理论与食品学科知识相结合、理论教学与实验教学相结合的原则。同时要求学生关注物理化学在食品中应用的最新动态，引导学生用书本上的理论去分析解决食品生产和检测中的实际问题。二、本课程的基本内容（一）绪论【教学目的和要求】通过本节课使学生对物理化学有初步的了解，为以后学习好物理化学打好基础。【教学内容】1、物理化学的内容、目的和任务。2、物理化学的研究方法及其发展。3、物理化学在食品科学、生物工程等领域的作用。4、物理化学课程的学习方法。【教学重点与难点问题】重点：物理化学的内容、目的和任务。（二）第一章热力学第一定律及应用【教学目的和要求】1、掌握热力学平衡态、状态函数、可逆过程、热力学能、热容等基本概念；了解状态函数的全微分性质。2、掌握两个途径函数——热和功的计算。3、掌握ΔU与ΔH的计算。4、掌握两个基础热数据ΔfHm.B和ΔcHm.B的应用。【教学内容】1、热力学方法及特点。2、热力学基本概念。3、热力学第一定律。4、可逆过程与可逆体积功。5、热与过程。6、理想气体热力学。7、相变过程热力学。8、热化学。【教学重点与难点问题】重点：热力学基本概念及热力学第一定律。难点：热力学第一定律的应用。（三）第二章热力学第二定律【教学目的和要求】1、理解自发过程和热力学第二定律的意义。2、理解热力学第二定律与卡诺定理的联系，注意在熵引出过程中公式推导的逻辑关系。3、掌握熵增加原理（熵判据）、亥姆霍兹函数与吉布斯函数判据。4、掌握ΔS、ΔA与ΔG的计算。5、掌握热力学基本方程。6、了解麦克斯维关系式。【教学内容】1、自发过程的特点与热力学第二定律。2、熵及熵增原理。3、化学反应的熵变。4、熵的物理意义简介。5、亥姆霍兹函数与吉布斯函数。6、热力学的一些重要关系式。7、ΔG的计算。【教学重点与难点问题】重点：热力学第二定律和ΔG的计算。难点：熵及熵增原理，热力学的一些重要关系式。（四）第三章多组分系统热力学与溶液【教学目的和要求】1、掌握偏摩尔量与化学势的定义、意义。2、掌握拉乌尔定律和亨利定律。3、熟悉理想液态混合物和理想稀溶液的定义、性质和应用。【教学内容】1、混合物和溶液。2、偏摩尔量。3、化学势。4、气体的化学势与标准态。5、溶液中各组分的化学势。6、稀溶液的依数性7、分配定律及其应用。【教学重点与难点问题】重点：拉乌尔定律和亨利定律。难点：偏摩尔量与化学势的定义、意义与应用。（五）第四章相平衡的热力学【教学目的和要求】1、掌握相律及其应用。2、熟悉单组分体系的相图。3、掌握二组分气-液平衡、液-液平衡、液-固平衡系统的相图的P-X相图及T-X相图及其应用。4、了解二组分生成简单的低共熔混合物、生成稳定与不稳定的化合物、生成固熔体的相图及其应用。5、熟悉杠杆规则在相图中的应用。6、了解蒸馏与精馏的基本原理。【教学内容】1、相平衡的热力学的基本概念。2、单组分系统的相图。3、二组分气-液平衡系统的相图。4、二组分液-液平衡系统的相图。5、二组分液-固平衡系统的相图。【教学重点与难点问题】重点：掌握相律及其应用。难点：二组分气-液平衡、液-液平衡、液-固平衡系统的相图的P-X相图及T-X相图及其应用。（六）第五章基础化学反应动力学【教学目的和要求】1、掌握反应速率的概念与实验测定方法。2、掌握反应速率方程的积分形式、反应速率常数、反应级数和速率方程的确定。3、掌握简单级数反应的动力学方程。【教学内容】1、反应速率与反应机理。2、化学反应速率方程。3、反应速率方程的积分式。4、反应级数与速率常数的确定。【教学重点与难点问题】重点：化学反应速率方程。难点：反应级数与速率常数的确定。（七）第六章电解质溶液【教学目的和要求】1、熟悉导体的分类，理解电解质溶液的导电机理、迁移数和电迁移率的概念。2、掌握电导、电导率、摩尔电导率的概念、测定及其应用。3、理解极限摩尔电导率和离子的独立运动定律。4、了解强电解质溶液的活度及活度系数的计算，了解强电解质溶液理论。【教学内容】1、导体的分类。2、电解质溶液的导电性能。3、离子的电迁移现象与迁移数。4、电导、电导率和摩尔电导率。5、电导测定的应用。6、强电解质溶液的活度及活度系数。7、强电解质溶液理论。【教学重点与难点问题】重点：离子的电迁移现象与迁移数。难点：强电解质溶液的活度及活度系数。（八）第七章电池电动势及极化现象【教学目的和要求】1、熟悉可逆电极的种类及电极反应。2、能够熟练地写出电极反应、电池反应和原电池的图示。3、掌握能斯特方程、电池热力学和电池电动势的测定及应用。【教学内容】1、可逆电池。2、电极电势及可逆电极的种类。3、可逆电池热力学。4、液体接界电势与浓差电池。5、电动势的测定应用。【教学重点与难点问题】重点：能斯特方程，电池热力学和电池电动势的测定及应用。难点：能斯特方程，电池热力学和电池电动势的测定及应用。（九）第八章液体的表面现象【教学目的和要求】1、理解表面吉氏函数、表面张力、比表面功的定义。2、理解拉普拉斯公式、开尔文公式的意义与应用。3、理解溶液表面的吸附及吉布斯吸附等温式的应用。4、了解表面活性剂的分类，熟悉表面活性剂的应用。【教学内容】1、表面吉布斯函数与表面张力。2、弯曲液面的特性。3、开尔文方程。4、溶液表面的吸附。5、表面膜。6、表面活性剂溶液系统。【教学重点与难点问题】重点：表面吉布斯函数与表面张力，开尔文方程。难点：开尔文方程的应用。（十）第九章固体的表面现象【教学目的和要求】1、熟悉界面的润湿和铺展，了解物理吸附与化学吸附的区别。2、熟悉弗朗德利希吸附等温式、兰格缪尔吸附等温式、BET等温式的应用。3、了解单分子层吸附理论，了解毛细管现象。【教学内容】1、润湿现象。2、固体表面对气体的吸附。3、单分子层吸附理论。4、固液界面吸附。【教学重点与难点问题】重点：润湿现象，单分子层吸附理论。难点：单分子层吸附理论。（十一）第十章胶体及其制备【教学目的和要求】1、熟悉分散体系的分类与特征。2、了解常用的胶体制备及净化方法。【教学内容】1、胶体化学概述。2、分散系统与胶体系统的分类。3、胶体的制备及净化。【教学重点与难点问题】重点：胶体的制备及净化。难点：胶体制备及净化方法。（十二）第十一章胶体的基本性质【教学目的和要求】熟悉溶胶的运动、光学、电学、流变性质。【教学内容】1、胶体的运动性质。2、胶体的光学性质。3、胶体的电学性质。4、胶体的流变性质。【教学重点与难点问题】重点：运动、光学、电学、流变性质。难点：运动、光学、电学、流变性质。（十三）第十二章胶体的稳定性与聚沉【教学目的和要求】1、熟悉胶团结构、溶胶的稳定性和聚沉。2、掌握对高分子溶液粘度的测定，唐南平衡对高分子电解质溶液渗透压的影响。3、了解吸附高分子和自由高分子对胶体的稳定作用，了解高分子引起胶体的絮凝作用。【教学内容】1、电解质的聚沉作用2、胶体的稳定性理论——DLVO理论3、吸附高分子对胶体的稳定作用4、自由高分子对胶体的稳定作用5、高分子引起胶体的絮凝作用【教学重点与难点问题】重点：胶团结构、溶胶的稳定性和聚沉。难点：胶体的稳定性理论——DLVO理论。（十四）第十三章乳状液、泡沫与气溶胶【教学目的和要求】1、熟悉乳状液的类型、制备和性质。2、了解影响乳状液的因素与乳状液的鉴别。3、了解乳化剂的选择，乳状液的变型与破乳。【教学内容】1、乳状液概述。2、乳状液的制备及物理性质。3、影响乳状液类型的因素。4、乳状液的稳定性。5、乳状液的变型与破坏。6、乳化剂的分类与选择。【教学重点与难点问题】重点：乳状液的类型、制备和性质。难点：乳状液的制备和性质。（十五）第十四章高分子溶液与凝胶【教学目的和要求】1、熟悉高分子化合物分子量的测定。2、掌握高分子溶液粘度的测定方法。3、掌握唐南平衡对高分子电解质溶液渗透压的影响。【教学内容】1、高分子化合物的结构特征。2、高分子化合物的分子量。3、高分子溶液的性质。4、高分子溶液稳定性的破坏。5、凝胶。【教学重点与难点问题】重点：高分子化合物分子量的测定及高分子溶液粘度的测定方法。难点：唐南平衡对高分子电解质溶液渗透压的影响。三、教学时数分配序号教学内容理论学时习题实验小计1绪论课程介绍与学习方法112第二章热力学第一定律及应用333第三章热力学第二定律664第四章多组分系统热力学与溶液445第五章相平衡的热力学226第六章基础化学反应动力学227第七章电解质溶液2358第八章电池电动势及极化现象229第九章液体的表面现象3310第十章固体的表面现象3311第十一章胶体及其制备23512第十二章胶体的基本性质1113第十三章胶体的稳定性与聚沉1114第十四章乳状液、泡沫与气溶胶23515第十五章高分子溶液与凝胶235合计361248四、考核要求1、期末考试为100分钟的闭卷考试，考试成绩+实验成绩占总评成绩的80%。2、平时成绩根据作业完成情况、出勤情况和学习态度等综合评定，占总评成绩的20%。3、根据考试方法的改革要求，考核方式可另行确定。五、其他说明1、教材及参考书《物理化学》化学工业出版社张玉军主编《食品物理化学》中国轻工业出版社张佳程、师进生主编《物理化学》高等教育出版社傅献彩主编2、建议本课程在第三学期开设3、本课程安排实验12学时，具体见实验教学大纲。起草人：专业负责人：二级学院院长：《物理化学》课程考试大纲适用专业：食品科学与工程专业本科学时：48学时学分：3学分课程代码：B01001204一、课程性质与教学要求性质：物理化学课程是食品科学与工程专业的一门专业基础课。任务：通过学习化学热力学、动力学、电化学、表面化学、胶体化学的基本理论与研究方法，使学生掌握物理化学的基本原理、基础知识、基本方法，从物理变化和化学变化入手，探求化学变化的基本规律，提高对物理化学的分析能力和计算能力，为学生学习后继课程奠定必要的基础。二、课程内容与考核目标课程内容考核目标（一）课程介绍与学习方法1、物理化学的内容、目的和任务。熟悉理解2、物理化学的研究方法及其发展。一般了解3、物理化学在食品科学、生物工程等领域的作用。一般了解4、物理化学课程的学习方法。熟悉理解（二）热力学第一定律及应用1、热力学方法及特点熟悉理解2、热力学基本概念掌握应用3、热力学第一定律掌握应用4、可逆过程与可逆体积功掌握应用5、热与过程掌握应用6、理想气体热力学掌握应用7、相变过程热力学掌握应用8、热化学熟悉理解（三）热力学第二定律1、自发过程的特点与热力学第二定律掌握应用2、熵及熵增原理掌握应用3、化学反应的熵变掌握应用4、熵的物理意义简介一般了解5、亥姆霍兹函数与吉布斯函数掌握应用6、热力学的一些重要关系式熟悉理解7、ΔG的计算掌握应用（四）多组分系统热力学与溶液1、混合物和溶液熟悉理解2、偏摩尔量掌握应用3、化学势掌握应用4、气体的化学势与标准态掌握应用5、溶液中各组分的化学势掌握应用6、稀溶液的依数性一般了解7、分配定律及其应用一般了解（五）相平衡的热力学1、相平衡的热力学的基本概念熟悉理解2、单组分系统的相图一般了解3、二组分气-液平衡系统的相图熟悉理解4、二组分液-液平衡系统的相图熟悉理解5、二组分液-固平衡系统的相图熟悉理解（六）基础化学反应动力学1、反应速率与反应机理掌握应用2、化学反应速率方程掌握应用3、反应速率方程的积分式