章节大纲
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教学目标:使学生能较广泛、深入、系统和熟练地掌握物理化学的基本知识、基本原理、基本定律和基本公式,加深对自然现象本质的认识,同时拓展思路、丰富想象,在培养学生严谨的逻辑思维方式和科学态度的同时,提高学生分析问题和解决实际问题的能力,培养学生敢于探索、勇于创新的精神,为今后的科学实验和生产实践奠定基础。
教学要求:根据本课程的特点,讲授时应注意交代每一个理论形成和发展的始末和时代背景,使学生加深对“实践、认识、再实践、再认识”的认识发展规律的理解,以增强他们在教学与科研中分析问题和解决问题的能力。
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本章节主要介绍气体的状态方程、理想气体模型、真实气体状态方程、道尔顿分压定律、压缩因子等。
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本章节主要介绍系统、环境、过程、途径等概念,引入内能、热量、功量等定义,通过焦耳实验导出的结果,建立了热力学第一定律的文字表达和数学表达。在对热量的讨论中,定义了恒容热、恒压热、恒容热容、恒压热容、焓等概念,并讨论了内能与焓、恒容热与恒压热、恒容热容与恒压热容等的关系。从物质状态改变、相态改变、化学反应等不同方面,介绍了内能、焓、热量、功的计算方法。
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自然现象中的自发现象隐藏着热力学第二定律,克劳修斯和开尔文分别从热传递、热功转化的角度阐述了热力学第二定律。为了实现热力学第二定律的数学表达,需要从卡诺循环入手,导出克劳修斯不等式。在循环过程可逆热温商为零的推导中,定义了熵的概念,从而实现了热力学第二定律的数学表达,即熵增原理。为了用好熵增原理,需要对熵进行计算,从简单的理想气体状态变化开始,导出状态变化熵的计算、相态变化熵的计算,以及化学反应熵的计算。为实现化学反应熵计算,需要确定熵的零点,从而引出了热力学第三定律。面对环境熵变,当环境个数多的时候,环境熵变计算不容易,需要引出新的判据代替熵增原理,从而分别导出了亥姆霍兹函数和吉布斯函数。从封闭系统开始,讨论了各热力学性质之间的关系,即热力学基本方程。
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本章的重点和难点:理解偏摩尔量和化学势的概念;认识理想液态混合物及其通性;掌握拉乌尔定律和亨利定律;学会溶液中各组分化学势的表示方法,理想稀溶液依数性及其应用。
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本章的重点和难点:化学反应的平衡条件及化学反应等温式;理解 的意义及其与 的关系,熟悉 、Kp、Kx、Kc间的关系;温度、压力和惰性气体对平衡常数的影响。
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本章的重点和难点:相、组分数和自由度的含义;相律在相图中的应用;复杂二组分相图。
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本章的重点和难点:迁移数、电导、电导率及摩尔电导率概念;平均活度和平均活度因子的计算与测定。电极电势与电池电动势及其热力学。极化概念及超电势的测定;电解竞争反应;金属的腐蚀与防腐;应用化学电源。