物理化学教学大纲

物 理 化 学（Ⅲ）教 学 大 纲

（ 药 学 专 业 ）

四川大学化学学院 物理化学课程组

2005.10

一、课程基本信息

课程名称（中英文）：物理化学-（Ⅲ） Physical Chemistry-（Ⅲ） 课程号（代码）：20320840

课程类别：必修（专业基础课） 学时：64 学分：4

二、本课程的目的与任务

物理化学作为药学专业的一门基础课，其理论与实验方法已渗透到药学学科的各个领域，为药学的发展提供了理论与实验的重要基础。本课程的任务是学习物理化学的基本原理，掌握化学反应的平衡规律和速率规律。通过本课程的学习，学生应掌握并应用必需的物理化学基础知识，为学习药学专业课程打下基础。

三、本课程的基本要求

1、熟练掌握热力学第一定律、第二定律和第三定律的内容。明确热力学中的基本概念。掌握热力学处理问题的方法。熟悉热力学中的基本运算。理解多组分体系偏摩尔量的意义，掌握化学势的意义及应用。

2、掌握平衡的概念。能根据热力学函数计算化学反应的标准平衡常数，掌握一些因素对平衡的影响并作定量计算。

3、掌握相律的物理意义及其在相图中的应用。掌握Clapeyron方程和Clapeyron-Clausius方程。掌握二组分气—液、固—液平衡体系的典型相图。掌握杠杆规则。掌握三组分体系组成表示法。了解三组分体系相图的特征及其的应用。

4、掌握电导率、摩尔电导率、电极电位、电池电动势等基本概念。熟悉电池电动势和热力学函数之间的关系。掌握并应用Nernst公式计算电极电势和电动势。熟悉电导测定、电动势测定的应用。

5、掌握反应速度、反应级数、活化能、催化等概念。掌握简单级数反应的动力学方程。掌握Arrhenius公式及其应用。了解反应速度理论。对酶反应动力学和光化学反应初步有所认识。

6、掌握表面自由能的概念。熟悉弯曲液面的性质。掌握Laplace和Kelvin公式。了解表面活性剂的重要作用。

7、熟悉胶体分散体系的基本特征。掌握溶胶的电学性质。了解溶胶的动力性质及其稳定性。了解溶胶的光学性质。熟悉大分子化合物的平均摩尔质量的表示方式及常用的测定方法。熟悉大分子溶液与溶胶性质的异同。

四、讲授大纲及学时分配的建议 （共计64学时）

绪论（1学时）

1、物理化学的任务和内容

2、物理化学在药学中的地位与作用 3、物理化学的学习方法

第一章 热力学第一定律（8学时）

1、引言和基本概念

化学热力学研究的对象 内容和方法

体系和环境 状态和状态函数 过程与途径 热力学平衡 功 热 2、热力学第一定律

内能的概念 热力学第一定律的数学表达式 可逆过程与最大功 焓及热容

第一定律对理想气体的应用（自由膨胀过程、等温过程、等压过程、等

容过程、绝热过程） 3、热化学

恒容反应热和恒压反应热 反应进度 摩尔反应焓 标准摩尔反应焓

热化学方程式的写法 标准摩尔反应焓的求算

盖斯定律 标准摩尔燃烧焓和生成焓 溶解焓 化学反应热效应和温度的关系—基尔霍夫定律

第二章 热力学第二定律和第三定律（12学时）

1、自发过程的不可逆性

2、热力学第二定律

热力学第二定律的经典表述 卡诺循环 卡诺定律 熵的引出 第二定律的数学表达式 熵增原理 熵判据 熵的统计意义 物理变化过程熵变的计算 3、热力学第三定律

绝对熵的概念 标准摩尔熵 化学反应熵变的计算 4、Helmholtz函数和Gibbs函数

恒温恒容及恒温恒压过程变化方向的判据 ΔG的计算

5、热力学函数之间的基本关系式及应用 6、Gibbs函数与T、P的关系 7、偏摩尔量和化学势

8、化学势的标准态及其表示式

第三章 化学平衡（5学时）

1、化学反应的平衡条件 化学反应等温方程 2、平衡常数及表达式 3、平衡常数的实验测定

4、平衡常数的热力学计算 标准生成Gibbs函数 5、温度对平衡常数的影响

第四章 相平衡（10学时）

1、相律

2、单组分体系

水的相图 Clapeyron-Clausius方程 3、完全互溶双液体系

理想的完全互溶双液体系 杠杆规则 非理想的完全互溶双液体系 蒸馏和精馏

4、部分互溶和完全不互溶的双液体系

部分互溶的双液体系 完全不互溶的双液体系

5、两组分固—液体系平衡相图

简单低共熔体系的相图 生成化合物的相图 有固溶体生成的相图 6、三组分体系的相平衡

第五章 电化学（10学时）

1、电解质溶液的导电机理及法拉第定律 2、电解质溶液的电导

电导率 摩尔电导率及与浓度的关系 离子独立运动定律 电导测定的方法及应用 3、强电解质溶液理论 4、原电池

化学反应与电池 可逆电池 电池的书写方式 可逆电池热力学

电池电动势及电极电势 标准电极电势 标准氢电极 5、电池电动势的测定

电池电动势及电极电势的计算 Nernst公式 浓差电池 电池电动势应用

第六章 化学动力学（10学时）

1、化学动力学研究的对象与内容

反应速率 基元反应和复杂反应 反应速率常数 反应级数 2、反应速度及其测定方法 3、反应速度与浓度的关系

零级反应 一级反应 二级反应的动力学方程 复杂反应简介（对峙反应、平行反应、连续反应） 4、反应速度与温度的关系

阿累尼乌斯公式 活化能的概念及实验求算 5、基元反应的速度理论简介

碰撞理论 过渡态理论 6、催化作用 定义 基本特征 酸碱催化

酶催化反应的特征 酶反应动力学简介 7、光化学反应

光化学基本定律 光合作用

第七章 表面现象（4学时）

1、基本概念

比表面Gibbs函数 表面张力 弯曲表面的附加压力 2、溶液表面吸附

溶液的表面张力与浓度的关系 吉布斯吸附等温式 3、表面活性剂

表面活性剂的结构特征 表面活性剂溶液的物理化学性质及重要作用（润湿、乳化、起泡、加溶） 4、气体在固体表面上的吸附

物理吸附与化学吸附 弗朗得利希吸附公式 兰格缪尔吸附理论及吸附

等温式 *BET公式 5、固体自溶液中的吸附

第八章 胶体分散体系及大分子溶液（4学时）

1、引言

分散体系及分类 粗分散体系 胶体分散体系 大分子溶液 胶体分散体系的制备及净化

2、胶体的动力性质 Brown运动与扩散 沉降

3、胶体的光学性质

光散射现象 大分子溶液的光散射 4、胶体的流变性

稀溶胶的粘度及流变性 大分子溶液的粘度及摩尔质量

5、胶体的电学性质

动电现象 扩散双层电结构 细胞和蛋白质的电泳 6、胶体的稳定性

胶体稳定性理论 溶胶的聚沉 大分子化合物的保护及敏化作用

五、 教 材

侯新朴，詹先成等：《物理化学》（第五版），人民卫生出版社，2003年

六、本课程学生学习质量评定

对学生实行综合评定，包括完成平时作业（每章作业10—15题），半期考试和期末考试几个部分，按比例计入总成绩。

七、参考书目

1、何玉萼，袁永明等：《物理化学（上、下册）》，四川大学出版社，成都，1997年，1998年

2、傅献彩，沈文霞等：《物理化学》（第四版），高教出版社，1990年 3、印永嘉，李大珍：《物理化学简明教程》（第三版），北京高等教育出版社，北京，1992年

4、P.W.Atkins:《Physical Chemistry》 (Sixth Ed.), Oxford University Press, 1998 5、Mortimer: 《Physical Chemistry》(2nd), Academic Press, 1999