物理化学教案(I)上.doc

xx大 学 教 案时间第1周星期三第3第5节，2007年9 月5日备 注章 节名 称绪论 第一章 热力学第一定律及应用1.1 热力学概论 1.2 热力学第一定律 1.3 准静态过程与可逆过程授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求了解本学科研究的内容，方法特点本课程的学习要求掌握热力学中的重要基本术语掌握热力学第一定律的表述及数学表达式掌握可逆过程的定义及特征教 学 内 容 提 要时间分配（1）什么是物理学化学？与物理学科的交叉渗透特点（2）物理化学研究的内容（3）物理化学研究的方法、特征主要介绍热力学方法（4）物理化学课程学习的方法及要求（5）基本概念：体系与环境 性质与状态状态函数及数学特征过程与平衡热和功 内能（6）热力学第一定律：表述及数学表达式（7）准静态过程和可逆过程12第1页教学重点与难点基本概念的准确理解状态函数的特征及数学表达全微分的数学性质可逆过程讨论、练习、作业布置第1章作业：习题：6，8，11，16，18，26，32教学手段电子课件，讲课参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第2页xx大 学 教 案周 次第2周星期三第3第5节，2006年9 月13日备 注章 节名 称1.4 焓 1.5 热容1.6 第一定律对理想气体的应用1.7 实际气体授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握焓的定义及特征掌握热容的定义及特征第一定律应用于理想气体的重要结论了解J-T实验及结论的意义教 学 内 容 提 要时间分配（1）焓的定义，特征（2）热与过程有关：恒容过程热效应计算 恒压过程热效应计算（3）热容的定义：（摩尔）恒容热容和恒压热容（4）Joule 实验（5）理想气体的内能和焓（6）理想气体的绝热可逆过程（7）J-T实验及结论（8）实际气体的内能和焓（9）J-T系数的定义及应用意义第3页教学重点与难点Cp-Cv的热力学推导及物理意义理想气体的热力学特征绝热可逆过程和绝热不可逆过程的热力学计算J-T系数的定义及应用意义：气体液化的 T.P选择讨论、练习、作业有关热、功及U、H计算的例题讲解教学手段讲课 电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第4页xx大 学 教 案周 次第3周星期三第3第5节，2006年9 月20日备 注章 节名 称1.8 热化学 1.9 赫斯定律 1.10 几种热效应1.11 基尔霍夫定律1.12 绝热反应授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握恒容反应热与恒压反应热的关系，反应进度的定义摩尔反应焓，标准摩尔反应焓的定义及联系掌握赫斯定律及其应用掌握rHm的求算方法掌握Kirchhoff定律及应用教 学 内 容 提 要时间分配（1）化学反应热效应的定义 Qp与Qv关系（2）反应进度：定义 特征（3）摩尔反应焓（4）标准摩尔反应焓，热化学标准态的规定（5）的求算方法（6）Kirchhoff定律的微分式、定积分式和不定积分式（7）非等温反应的热力学处理12第5页教学重点与难点反应进度：定义及引出的意义反应焓与摩尔反应焓，标准摩尔反应焓的区别及联系298.15K的计算方法 绝热反应的计算讨论、练习、作业有关反应热效应的例题讲解、讨论教学手段讲课及例题讲解，电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第6页xx大 学 教 案周 次第4周星期三第3第5节，2006年9 月27日备 注章 节名 称第1章总复习；第1章习题课授 课方 式复习课（）；习题课（ ）教 学时 数3教学目的及要求通过对第1章内容的复习，掌握热力学第一定律的基本原理及应用。通过习题课典型例题的演习，巩固本章学习内容掌握使用基本理论解决具体问题的方法。教 学 内 容 提 要时间分配（1） 第1章基本知识框架（2） 第1章基本内容和公式（3） 5道习题演练和讲解。111第7页教学重点与难点讨论、练习、作业教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第8页xx大 学 教 案周 次第4周星期六第3第5节，2006年9 月30日备 注章 节名 称第二章 热力学第二定律2.1 自发过程的共同特征 2.2 热力学第二定律 2.3Carnot定理2.4熵的概念 2.5 克劳修斯不等式和熵增加原理2.6 熵变的计算授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求了解自发过程的共同特征不可逆性第二定律的经典表述Carnot定理及证明掌握熵函数的引出方法及思路掌握熵增原理及结论各种过程熵变的计算方法教 学 内 容 提 要时间分配（1） 自发过程及共同点与热功转化不可逆相关（2） 第二定律的经典表述及等同性证明（3） 可逆循环的热温商总和（4） Carnot定理及推论证明（5） 不可逆循环的热温商总和（6） 任意可逆循环切割为若干个小Carnot循环热温商总和等于零（7） 任意可逆过程的热温商总和与过程无关，只与始终志有关（8） 熵函数的引出及特征状态函数（9） 不可逆循环及不可逆过程的热温商总和（10） 熵增原理简单状态变化过程熵变的计算111第9页教学重点与难点阐述自发过程的不可逆性是相关的Carnot循环Carnot热机效率可逆循环的热温商总和等于0Carnot定理及推论不可逆循环热温商总和小于0两类循环的本质差异熵函数导出过程和思路熵增原理结论及应用各种过程熵变的计算方法可逆过程的设计讨论、练习、作业第一章 作业评讲有关熵函数的思考题讨论有关S计算的例题讲解可逆过程的设计和处理教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第10页xx大 学 教 案周 次第6周星期三第3第5节，2006年10 月11日备 注章 节名 称2.7 第二定律的本质和熵的统计意义 2.8 Helmholtz函数和Gibbs函数 2.9 变化的方向和平衡条件 2.10 G计算示例授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求(1) 掌握两个新的导出热力学函数A和G，热力学判据条件及结论(2) 掌握G的计算方法(3) 掌握G的计算及判据应用教 学 内 容 提 要时间分配(1) 热力学第一、二定律的联合表达式(2) 赫氐函数的导出及热力学判据条件、结论(3) 吉氐函数导出及热力学判据条件、结论(4) G的计算：由定义式求 G = H （TS） 由热力学关系式求 dG = -SdT + VdP由最大非体积功求 G = -W/R计算实例12第11页教学重点与难点赫氐函数最小原理及应用Gibbs函数最小原理及应用特定条件下热力学判据讨论、练习、作业有关Q、W、U、H、S、A、G综合计算的例题讲解与讨论。教学手段讲课、例题讨论、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 第12页xx大 学 教 案周 次第7周星期三第3第5节，2006年10 月18日备 注章 节名 称2.11 几个热力学函数间的关系 2.12单组分体系的两相平衡 2.13 多组分体系中物质的偏摩尔量和化学势2.14 热力学第三定律与规定熵授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握热力学关系式的导出及应用掌握克拉贝龙方程和克拉贝龙-克劳修斯方程的导出和应用掌握多组分体系的两个重要物理量（偏摩尔量、化学势）教 学 内 容 提 要时间分配（1）热力学关系式及应用 定义式不可测量转化为可测量的应用实例Gibbs方程 对应系数关系 Maxwell关系（2） G与T、P的关系（3）偏摩尔量定义、特征、集合公式，Gibbs-Duhem公式及热力学公式的拓展，偏摩尔体积的测算（4）化学势定义、特征、热力学关系式、多相平衡的判据（5）多组分体系的Gibbs方程，热力学关系式拓展（6）化学势与T、P的关系21第13页教学重点与难点热力学关系式的导出及应用，注意规律偏摩尔量及化学势的相关知识讨论、练习、作业教学手段讲课、例题讨论、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 第14页xx大 学 教 案周 次第8周星期三第3第5节，2006年10 月25日备 注章 节名 称第2章总复习；第2章习题课授 课方 式复习课（）；习题课（）教 学时 数3教学目的及要求通过对第2章内容的复习，掌握热力学第一定律的基本原理及应用。通过习题课典型例题的演习，巩固本章学习内容掌握使用基本理论解决具体问题的方法。教 学 内 容 提 要时间分配（1） 第2章基本知识框架（2） 第2章基本内容和公式5道习题演练和讲解。12第15页教学重点与难点第2章基本知识框架第2章基本理论的应用讨论、练习、作业教学手段电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 第16页xx大 学 教 案周 次第9周星期三第3第5节，2006年11 月1日备 注章 节名 称4.1 溶液引言 4.2 溶液组成表示法 4.3稀溶液中的两个定律 4.4 混合气体中各组分化学势 4.5 理想混合物的通性、化学势授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握多组分体系组成表示法掌握稀溶液中的两个经验定律掌握气体体系中各组分的化学势的表达方式掌握理想混合物体系的通性和组分的化学势的表达教 学 内 容 提 要时间分配（1）多组分体系的组成表示法（2）Raoult定律和Henry定律：形式，使用条件及应用（3）纯理想气体的化学势及标准态（4）混合理想气体中B组分的化学态势及标准态（5）实际气体的化学势（6）逸度和逸度系数（7）逸度的求法（8）理想液体混合物的热力学定义（9）理想液体混合物中各组分化学势表达式及标准态规定（10）理想液体混合物混合热力学性质的导出 第17页教学重点与难点气体的化学势表达及标准态规定，为什么要引入标准态？ 实际气体逸度的求算多组分体系中组分的化学势的表达及物理意义讨论、练习、作业例题讨论教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第18页xx大 学 教 案周 次第 9 周， 第 1 次课备 注章 节名 称4.4 气体的液化4.5 气体的化学势实际气体：real gas压缩因子compressibility factor临界点critical point临界温度critical temperature临界压力critical pressure临界摩尔体积critical molar volume对比态定律law of corresponding逸度fugacity逸度系数fagacity coefficient授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求了解实际气体等温线的特征及对比态定律教 学 内 容 提 要时间分配（1）CO2气体的等温线及特征：304K以下，线上有一水平段，304K线上有一拐点，304K以上，等温线近似为双曲线（2）临界状态和临界参数（Tc、Pc和Vc,m）（3）对比参数和对比态方程（，和间关系）（4）对比态定律（5）压缩因子 普遍化压缩因子图及应用111第页教学重点与难点 讨论、练习、作业例题讨论教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页xx大 学 教 案周 次第 10 周， 第 1 次课备 注章 节名 称4.6 稀溶液的两个实验定律 4.7 理想液体混合物4.8 理想稀溶液 4.9 稀溶液依数性理想溶液混合物ideal liquid mixture理想稀溶液ideal dilute solution标准态standard state of chemical potential稀溶液的依数性:colligative properties of dilute solution 渗透压osmotic pressure授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握Raoult定律及Henry定律的数学表达式及应用掌握理想液体混合物，理想稀溶液中各组分化学势的表达式及应用导出混合热力学性质导出依数性公式教 学 内 容 提 要时间分配（5）理想稀溶液的热力学定义（6）理想稀溶液中各组分化学势的表达式及标准态规定溶剂 溶质（7）稀溶液依数性公式的热力学导出蒸气压降低，凝固点降低，沸点升高0.81.01.2第页教学重点与难点以上体系中各组分化学势的表达式及应用:引入理想气体的化学势 气 液 Bs|n=B(g)= B（T）+RTln（PB/P）引入实验定律： 各组分化学势表达式 应用 PA=PA*xBPB=PB*xB理想液体混合的热力学特性稀溶液的依数性和 PB=KB（x）xB= KB（m）（mB/m）m = Kc（m）（cB/c）c讨论、练习、作业教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页xx大 学 教 案周 次第 11 周， 第 1 次课备 注章 节名 称4.9 稀溶液的依数性（渗透压）4.10 Duhem-Margules公式 4.11 非理想溶液 活度活度activity活度系数activity coefficient超额函数excess funcstion授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握依数性公式的导出及应用D-M公式的推导及应用非理想体系中各组分化学势的表达式及标准态规定活度及活度的求算教 学 内 容 提 要时间分配（1）渗透压公式的热力学导出，适用条件及应用（2）D-M公式的导出（3）D-M公式的应用一些实验现象的解释及预测（4）非理想体系的实验特征（5）活度 活度系数的定义及边界条件（6）非理想液体混合物中各组分的化学势及标准态（7）非理想溶液中溶剂和溶质的化学势及标准态（8）活度的计算（9）超额函数111第页教学重点与难点有关活度的概念有关活度的标准态有关活度的计算方法讨论、练习、作业半期考试试卷评讲第四章 第一部分作业评讲。布置第四章 第二部分习题9个题有关活度计算的实例讲解教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 12 周， 第 1 次课备 注章 节名 称5.1 相律5.2 单组分体系相平衡 5.3 二组分体系气液平衡相律phase rule相phase组分数component自由度freedom授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握相律的导出 各种条件下相律的形式单组分体系相图及分析单组分两相平衡关系式及应用二组分体系的气一液平衡教 学 内 容 提 要时间分配（1）有关相平衡的基本术语：相和相数，物种数和组分数，自由度及举例（2）由热力学原理导出相律 不同条件下相律的形式（3）单组分体系相图水的相图、特点及分析、应用（4）单组分体系的Clapeyron公式，导出及应用条件（5）单组分体系的Clapeyron-Clausius公式，导出及应用条件（6）二组分体系气液平衡相图的制作及分析理想液体混合物的压力组成图11 1第页教学重点与难点相律的推导及应用单组分体系的两相平衡关系式ClapeyronClausius公式的导出及应用条件讨论、练习、作业教学手段讲课及课堂提问，讨论参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 13 周， 第 1 次课备 注章 节名 称5.3 二组分气液平衡5.4 部分互溶体系液-液平衡气-液平衡liquid-vapour equilibrium压力-组成图pressure-compo-sition diagram沸点-组成图boling-composi-tion diayram杠杆规则lever rule恒沸混合物boiling azeotrope蒸馏distillation部分互溶partially miscible完全不互溶totally seperate临界溶解温度critical solutioin temperature水气蒸馏steam distillation授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握二组分体系的压力组成和沸点组成图的绘制方法，相图特征、分析及应用。掌握部分互溶体系液-液平衡相图的特点和应用教 学 内 容 提 要时间分配（1）理想液体混合物的气液平衡T-x、T-y图的绘制，分析（2）杠杆规则导出及应用（3）蒸馏分离原理及应用（4）非理想体系气液平衡正（负）偏差不大的体系 压力-组成图 沸点-组成图特征正（负）偏差较大的体系 压力-组成图 沸点-组成图特征分离特点（5）部分互溶体系的液液平衡-溶解度法制相图 相图分析及应用（6）完全不互溶体系的液-液平衡水汽蒸馏原理及应用10.6 1.4第页教学重点与难点杠杆规则导出及应用精馏分离原理及应用各类气-液平衡相图的比较、分析及分离特点讨论、练习、作业第四章 第二部作业评讲，小结，自测题讨论布置第五章第一部分作业 10个题相律的应用，相图的绘制方法及分析实例讲解。教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 14 周， 第 1 次课备 注章 节名 称5.5 二组分体系固-液平衡步冷曲线cooling curve固-液平衡Liquid-solid equilibrium简单低共熔型sample eutectic type低共熔点eutectic point转熔型inversion melting type区域熔炼zone melting授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握二组分体系不同类型固-液相图的绘制方法、相图分析及应用了解复杂相图的解析方法教 学 内 容 提 要时间分配（1）热分析法测步冷曲线绘制相图（2）简单低共熔体系固-液平衡（Bi-Cd体系） 步冷曲线特征绘制相图及相图分析 恒压冷却过程相态变化 平衡共存两相数量计算，纯物的分离（温度控制）（3）生成稳定化合物的体系相图分析（4）生成不稳定化合物的体系相图分析（5）固相部分互溶体系 低共熔型，转熔型（6）区域熔炼制高纯金属1 11第页教学重点与难点由步冷曲线上特殊点的温度绘制相图几种典型相图的特征、分析及应用有关固溶体的概念讨论、练习、作业布置第五章 第二次作业9个题有关凝聚体系相图的制作分析举例，相图分析与多组分体系热力学知识综合运用举例教学手段讲课 课堂讨论（未用多媒体，便于相图分析）参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 15 周， 第 1 次课备 注章 节名 称5.6 三组分体系相平衡含溶点isothermol plaint point共轭线binodal curve授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握三组分体系组成表示法部分互溶体系液液平衡 相图特点及应用三组分体系 液-固平衡 相图特点及应用教 学 内 容 提 要时间分配（1）等边三角形组成表示法（2）一对部分互溶体系液-液平衡相图绘制、分析，萃取分离（3）两对及三对部分互溶体系的液-液平衡（4）水-盐相图 简单水-盐体系 生成水合盐的体系 生成复盐体系 生成水合复盐体系（5）水盐相图用于盐的提纯分离 1 11第页教学重点与难点三组分体系组成表示法（组成及组成变化）部分互溶液-液平衡相图的绘制及应用水-盐相图的绘制及应用讨论、练习、作业教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 16 周， 第 1 次课备 注章 节名 称第六章 化学平衡 6.1 化学反应方向和限度的判据6.2 平衡常数的表示法化学平衡chemical quilibriumrGm molar Gibbs function of chemical reactionrGm:Standard molarGibbs function平衡常数equilibrium constant热力学平衡常数thermodynamic equilibrium constant实验平衡常数experimental equilibrium constant授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握化学反应方向和限度的热力学判据几种形式：rGm，（）T.P及化学反应等温式掌握不同类型化学反应K及实验平衡常数的表达式及相互关系教 学 内 容 提 要时间分配（1）无限大体系中摩尔反应的rGm=BB0（2）有限反应体系中微小反应的（）T.P（3）指定反应体系组成下Qa与Ka比较 “”自发、“=”平衡各种判据使用条件及物理意义（4）有限反应体系G-曲线分析有一极小值，为什么？（5）标准平衡常数K热力学定义（6）低压气体反应K、Kp、Kp、Kc和Kx间关系（7）实际气体反应K、Kf、Kf、Kp间关系（8）各种平衡常数的特征111第页教学重点与难点恒T、P下化学反应自发进行方向和限度的化学势判据及应用rGm=BB0化学反应等温式及应用气相反应K及实验平衡常数间关系，特征及应用讨论、练习、作业教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 17 周， 第 1 次课备 注章 节名 称6.2平衡常数的表达式（续） 6.3 平衡常数的实验计算 6.4 平衡常数的热力学计算复相反应平衡heterogeneous equilibium分解温度dissociation temperature分解压力dissociation pressure标准摩尔生成Gibbs函数standard molar Gibbs function of formation授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握不同反应体系平衡常数的实验计算及热力学计算方法能熟练计算平衡体系的组成教 学 内 容 提 要时间分配（1）液相反应的K及实验平衡常数理想液体混合物中的反应稀溶液中溶质间反应（2）复相反应的K、Kp等（同低压气相反应）（3）平衡常数的实验求算实验平衡常数实验平衡组成 平衡转化率 平衡体系密度（气相）等（4）平衡常数的热力学计算 rGmKfGm（B）的定义、数据及计算基准由fGm（B）求 ，由rHm、rSm求 ， 由E求由已知反应的rGm求 等12第页教学重点与难点K的热力学计算讨论、练习、作业布置第六章 第一部分习题共11题第五章 第二部分作业评讲，第五章小结，自测题讨论有关化学平衡计算例题举例教学手段讲课 电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 18 周， 第 1 次课备 注章 节名 称6.5 各种因素对平衡的影响授 课方 式理论课（）；实验课（）实习（ ）教 学时 数3教学目的及要求掌握各种因素对平衡的影响定性分析与定量计算教 学 内 容 提 要时间分配（1）温度的影响Vant-Hoff等温式：定积分形式不定积分形式K的温度系数（2）压力的影响由Kx讨论（3）加入惰性气体的影响由Kn讨论（4）反应物配料比（5）同时平衡（6）反应的耦合（7）计算实例共3题11111第页教学重点与难点温度改变K，极大影响平衡定性讨论压力、惰气的影响定量计算讨论、练习、作业布置第六章第二部分作业8个题第六章自测题讨论及例题讲解教学手段讲课、电子课件参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第页