《物理化学C》
《物理化学C》教学大纲
课程编号: |
01C1023 |
课程名称: |
物理化学C |
学分/学时: |
3/48 |
英文名称: |
Physical Chemistry C |
大纲执笔人: |
荣华 |
大纲审核人: |
戚传松 |
适用专业: |
环境工程专业 |
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先修课程: |
高等数学 大学物理 基础化学 |
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简介更新时间: |
2017年1月 |
一、课程性质与定位
物理化学是化学学科的一门基础理论课。本课程的目的在于运用物理和数学的有关理论和方法进一步研究化学运动形式的普遍规律。通过物理化学的教学,学生了解和掌握物理化学的基本理论,加强对自然现象本质的认识,为从事与化学相关的教学和科研打下扎实的理论基础;学生理论思维能力得到提升,获得知识及用所学知识解决实际问题的能力得到提高。
二、课程教学目标与达成途径
课程教学目标1:学生掌握物理化学的基本概念、基本原理,监测方法的科学原理和技术关键。学习气体、化学热力学、化学平衡、表面现象、多组分系统热力学及相平衡、动力学基础、胶体化学。
课程教学目标2:培养学生分析问题的能力,运用物理化学的基本原理解决复杂的环境工程问题。通过案例教学方式,突出解决问题的方法和实际应用。开展启发式和讨论式教学,学生能够借助物理化学的基本原理,通过建立数学模型,解决环境工程的复杂问题。
表1 毕业要求指标点实现矩阵
专业毕业要求的指标点 |
课程教学目标 |
达成途径 |
2.1能够将数学、化学、生物学和工程科学的基本原理运用到复杂环境工程问题的描述和分析。 |
课程教学目标1、2 |
课堂讲授和课后作业:课堂上结合工程问题进行分析,提供解决问题的思路,学生课后深入学习后,进行详细的计算。 课后作业:每一节课后都留有保证巩固学习内容的课后作业,并全批全改,及时反馈。 |
5.2 能够运用现代信息工具对环境工程设备、工艺与污染过程建立模型,进行模拟、预测与分析,并理解模型的适用范围与局限性。 |
课程教学目标1、2 |
课堂讲授和课后作业:课堂讲授紧密结合实际工程问题进行分析,课后给学生布置部分有工程背景的作业题,要求学生查找文献的基础上完成,增加学生解决实际问题的能力。 课后作业:对于需要查阅文献才能完成的作业,要求在理论叙述的基础上,建立模型,借助数学的方法准确求解。 |
三、内容提要与学时安排
序号 |
教学内容 |
教学要求 |
学时 |
对应的教学目标 |
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1 |
气体性质 |
了解:理想气体的模型、解临界状态 掌握:理想气体状态方程、道尔顿分压定律、阿马格分体积定律。了解真实气体与理想气体的偏差及真实气体状态方程。 |
2 |
1、2 |
2 |
化学热力学 |
了解:热力学基本概念:热、功、平衡状态、热力学标准状态、状态函数、可逆过程等。热力学第一定律的叙述及数学表达式。理解内能(热力学能)、焓、恒容热、恒压热、热容、相变焓、标准摩尔反应焓等概念。卡诺循环和卡诺定理的基础上引出熵函变的过程。理解在掌握熵变、吉布斯函数的计算。了解热力学第三定律。了解亥姆霍兹函数及吉布斯函数、热力学基本方程、麦克斯韦关系式。了解推导热力学关系式的演绎方法,了解热力学关系式的适用范围。 掌握:理解掌握物质的pVT变化、相变化及化学变化过程中热、功和各种状态函数变化值的计算和方法。掌握熵增原理及平衡判据的一般准则。热力学第二定律 理解在卡诺循环和卡诺定理的基础上引出熵函变的过程。掌握熵增原理及平衡判据的一般准则。掌握熵变、吉布斯函数的计算。了解热力学第三定律。掌握熵、吉布斯函数变化值的计算和方法,据以判断化学变化的方向和限度。 |
17 |
1、2 |
3 |
化学平衡 |
了解:等温方程和等压方程的推导并会应用。了解掌握用等温方程判断化学反应方向和限度的方法。了解温度、压力对化学平衡的影响。 掌握:标准平衡常数的定义。掌握如何利用热力学数据计算平衡常数及平衡组成, |
4 |
1、2 |
4 |
多组分系统热力学及相平衡 |
了解:拉乌尔定律及亨利定律的表示及应用。理想液态混合物、理想稀溶液及真实液态混合物中各组分化学势的表达式。稀溶液的依数性、活度与活度系数的概念。相律的推导,相律的意义并掌握计算。从相平衡条件推导克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程的过程 掌握:掌握单组分系统及二组分系统典型相图的特点及应用。能应用杠杆规则进行物料衡算。 |
8 |
1、2、4 |
5 |
电化学 |
了解:表面吉布斯函数和表面张力的定义。物理吸附与化学吸附的主要区别。表面活性物质特征及作用。胶体系统的定义和种类,胶体系统的丁达尔效应、布朗运动、电泳、电渗、沉降平衡等性质。扩散双电层理论。 掌握:拉普拉斯公式、开尔文公式、吉布斯吸附式的意义及公式的适理解胶团结构表示式。 |
8 |
1、2 |
6 |
化学动力学基础 |
了解:理解化学反应速率、反应速率常数、反应级数、基元反应和反应分子数的概念。掌握零、一级反应特征及具体计算。 |
8 |
1、2 |
四、教学方式
以讲授和多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。
五、建议教材或参考书:
建议教材:肖衍繁主编.《物理化学》,天津大学出版社出版(第二版),2004.1
参考书:1.印永嘉等编.《物理化学简明教程》( 第四版),高等教育出版社,2007.8
2.天津大学物理化学教研室.《物理化学》(第二版),高等教育出版社,2001.12
3. 朱文涛,王军民,陈琳编著.《简明物理化学》,清华大学出版社,2008.3
六、学生成绩评定方法
评分类型:百分制
由作业和课堂表现占20%,课堂小测试占10%,期末闭卷考试占70%。
课程教学目标评价矩阵
成绩组成 |
考核/评价环节 |
分值 |
考核/评价细则 |
对应的教学目标 |
平时成绩 20% |
平时作业 |
20 |
主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度,计算全部作业的平均成绩再按20%计入总成绩。 |
1、2 |
课堂小测试占10% |
章节自测题 |
10 |
分章节阶段性的考核学生对根据知识点的理解和掌握,全部测试的平均成绩按10%计入总成绩。 |
1,2 |
期末考试 70% |
期末考试卷面成绩 |
70 |
根据课程教学目标和学时安排期末考试内容,以卷面成绩的70%计入课程总成绩。考试的题型为:基本概念题和综合计算题。 |
1,2 |
七、毕业要求达成度评价依据与方法
指标点 |
评价依据 |
评价方法 |
2.1 |
平时成绩、课堂小测试、成绩、期末考试成绩。 |
平时成绩20分,课堂小测试10分,期末考试70分,总分100分
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5.2 |
平时成绩、期末考试成绩。 |
平时成绩50分,期末考试50分,总分100分
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