《物理化学A2》课程教学大纲
课程代码:ZB07002 | 课程名称:物理化学A2 |
英文名称:Physical Chemistry A2 | |
课程类别:学科基础课 | 先修课程:无机化学、分析化学、高等数学 |
总学分/总学时:2.5/40 | 理论学时/实验学时:40/0 |
适用专业: 化工、应化、化学、制药、材料 | 考核方式:考试 |
开课单位:化学化工学院 | 审定日期:2019年6月 |
一、课程简介
物理化学又称理论化学,是化学学科的一个重要分支,它是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手来探求化学运动中具有普遍性的基本规律的一门学科,它对于学生科学思维、综合素质的培养与提高起着至关重要的作用。本课程主要包括化学热力学、电化学、表面现象、化学动力学和胶体化学的基本知识、原理和方法。
二、课程目标与毕业要求关系
(一)课程目标
1.教学目标
学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理,加深对自然现象本质的认识,这些知识和原理不仅是化学的理论基础,也是其它与化学有关的技术科学的发展基础;学生学会物理化学的科学思维方法,培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力,培养他们获取知识并用来解决实际问题的能力,了解其在解决复杂工程问题中的作用与应用方法。能正确认识自主学习和终生学习的重要性及必要性。(课程目标1)
2.基本要求
学生通过物理化学课程的学习,运用所学知识解决化学过程的一些实际问题,主要是:热力学三个定律,热力学基本函数及其变化的计算,并能运用这些知识定量地判断化学过程(包括溶液体系、相平衡、表面现象等)进行的方向与限度;化学动力学基本理论,并能运用这些知识定量的求算化学反应的基本动力学参数、能初步推测或判断化学反应的反应机理。
物理化学是化学基础课中比较抽象、理论性比较强的课程,也是培养学生逻辑思维和空间想象力的重要课程。物理化学中的许多分析问题、解决问题的方法是人们科学地认识自然界规律的典范,在学习物理化学课程的过程中,可以培养学生科学地分析问题、提出问题、和解决问题的能力。并在课程教学过程中介绍我国科学家和研究人员在物理化学发展中所作的贡献和相关工作,增加学生的民族自豪感和科技自信心,增强学生科技报国的决心和信心。
教师在保证大纲核心内容的前提下,可根据不同教学手段,讲授重点内容和介绍一般内容。
(二)课程目标对毕业要求的支撑关系
课程目标1支撑毕业要求1中指标点1.2的要求(化工、应化专业);
课程目标1支撑毕业要求12中指标点12.1的要求(化工、应化专业);
课程目标1支撑毕业要求2中指标点2.2的要求(材料专业);
课程目标1支撑毕业要求3中指标点3.1的要求(化学专业)。
课程目标 | 毕业要求 | 指标点 |
1 | 1.掌握化工专业所需的数学、化学等自然科学知识,以及工程技术基础与专业知识;并能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识应用于解决复杂的工程问题(化工专业);掌握数学、物理及应用化学专业相关的基础科学理论和工程技术基础知识,并能应用于解决应用化学复杂工程问题(应化专业)。 | 1.2掌握复杂工程问题涉及的基本化学原理,并能将其应用于解决复杂工程问题(化工专业);掌握和运用化学相关的基本概念和原理解决应用化学复杂工程问题(应化专业)。 |
1 | 12.对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力(化工专业);具有一定的自主学习能力和终身学习的意识,能不断学习以适应发展的需求(应化专业)。 | 12.1能正确认识自主学习和终生学习的重要性及必要性(化工专业);能认识不断探索和学习的必要性,具有自主学习和终身学习的意识(应化专业)。 |
1 | 2. 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,结合材料科学与工程专业知识,进行识别、表达,并通过文献研究,分析材料领域复杂工程问题,以获得有效结论。(材料专业)。 | 2.2能基于相关科学原理和数学模型方法,能认识到解决工程问题有多种可选择方案,理解和表达材料领域复杂工程问题(材料专业)。 |
1 | 3.具备良好的化学学科素养。掌握化学学科的基本知识、基本原理和基本技能,理解化学学科知识体系基本思想和方法。掌握化学核心素养的内涵;能整合形成学科教学的知识(化学专业)。 | 3.1掌握化学学科的知识体系,理解学科本质,掌握化学学科的基本知识、基本原理和基本技能,把握化学核心素养的内涵(化学专业)。 |
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三、教学内容与预期学习成效
知识单元 | 对应课程目标 | 预期学习成效 | 教学内容 | 教学活动 | 学时分配 |
第8章 电解质溶液 | 课程目标1 | 1.掌握电化学的基本概念和电解定律,了解迁移数的意义。 2.掌握电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系。 3.熟悉离子独立移动定律及电导测定的一些应用。 4.理解电解质的离子平均活度、平均活度因子的意义及其计算方法。 5.了解强电解质溶液理论的基本内容及适用范围,并会计算离子强度及使用得拜-休克尔极限公式。 | 8.1 电化学中的基本概念和电解定律 8.2 离子的电迁移率和迁移数 8.3 电解质溶液的电导 8.4 电解质的平均活度和平均活度因子 8.5 强电解质溶液理论简介 | 课堂教学 | 理论 8学时 |
第9章 可逆电池的电动势及其应用 | 课程目标1 | 1.掌握形成可逆电池的必要条件、可逆电极的类型和电池的书面表示方法,能熟练、正确的写出电极反应和电池反应。 2.了解对消法测电动势的基本原理和标准电池的作用。 3.熟练应用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势。 4.了解电动势产生的机理和氢标准电极的作用。 5.掌握热力学与电化学之间的联系,会利用电化学测定的数据计算热力学函数的变化值。 6.熟悉电动势测定的主要应用。 | 9.1 可逆电池和可逆电极 9.2 电动势的测定 9.3 可逆电池的书写方法及电动势的取号 9.4 可逆电池的热力学 9.5 电动势产生的机理 9.6 电极电势和电池的电动势 9.7 电动势测定的应用 | 课堂教学 | 理论 8学时 |
第11章 化学动力学基础(一) | 课程目标1 | 1.掌握动力学的一些基本概念。 2.掌握具有简单级数(零级、一级、二级)的特点,熟练利用速率方程完成相关计算。了解复杂反应的特点并能进行简单的计算。 3.理解阿伦尼乌斯公式的各种表达形式,并能熟练地进行温度对反应速率影响的相关计算,理解活化能的定义及物理意义。 4.理解表观速率方程的参数确定的各种方法:微分法、积分法、半衰期法。 5.了解链式反应的基本特征。 | 11.1 化学动力学的任务和目的 11.2 化学反应速率的表示法 11.3 化学反应的速率方程 11.4 具有简单级数的反应 11.5 几种典型的复杂反应 11.7 温度对反应速率的影响 11.8 关于活化能 11.9 链反应 11.10 拟定反应历程的一般方法
| 课堂教学 | 理论12学时 |
第13章 表面物理化学 | 课程目标1 | 1.掌握表面吉布斯函数的物理意义,理解表面张力的概念及影响表面张力的因素。 2.掌握拉普拉斯公式和弯曲液面平衡蒸汽压的计算公式。 3.掌握吉布斯吸附等温式并进行简单计算。 4.掌握朗缪尔吸附等温式。 5.了解弯曲液面的附加压力产生的原因,了解铺展与润湿的热力学判据及应用,了解毛细现象产生的原因。 6.了解溶液界面吸附的现象及产生原因,了解表面活性剂的结构特征,表面活性剂界面吸附和形成胶束的特征。 7.了解固体的表面吸附现象及产生原因,了解两类吸附的异同,了解弗罗因德利希吸附等温式,了解朗缪尔等温吸附理论。 | 13.1 表面张力及表面Gibbs自由能 13.2 弯曲表面上的附加压力和蒸气压 13.3 溶液的表面吸附 13.6 液-固界面----润湿作用 13.7 表面活性剂及其作用 13.8 固体表面的吸附 | 课堂教学 | 理论 8学时 |
第14章 胶体分散系统和大分子溶液 | 课程目标1 | 1.了解胶体分散系统的大概分类。 2.了解溶胶在动力学性质、光学性质电学性质等方面的特点。 3.了解溶胶在稳定性方面的特点。 | 14.1 胶体和胶体的基本特性 14.2 溶胶的制备和净化 14.3 溶胶的动力性质 14.4 溶胶的光学性质 14.5 溶胶的电学性质 | 课堂教学 | 理论 4学时 |
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四、课程目标达成度评价
课程目标1的达成度通过平时成绩和闭卷考试进行综合考评。
五、课程考核评价
课程成绩包括2个部分,分别为平时成绩(包括考勤、作业和课堂表现)(占总成绩的40%)和期末考试(占总成绩的60%)。具体要求及成绩评定方法如下:
课程成绩构成 | 总评成绩(100%)= 平时成绩(40%)+ 末考成绩(60%) 平时成绩(100%)= 作业(含考勤)(50%)+ 课堂表现(50%) |
试卷题型及分值 | 闭卷笔试:建议题型及分值为选择题(30%),判断题(10%),简答题(10%),计算题(50%) |
1.平时成绩
(1)作业(含考勤)。要求同学们独立完成教师布置的作业,满分20分,作业的成绩占总成绩的20%。考勤采用扣分制,从作业成绩中扣除,无故旷课1次,扣除2分,请假一次,扣除0.5分,最多扣10分。无故缺勤3次者,取消本门课程的考核资格。
(2)课堂表现。包括课堂提问、小测验等,满分20分,课堂表现的成绩占总成绩的20%。
2.期末考试
期末考试采取闭卷考试的方式进行。考试占总成绩的60%。期末考试卷面成绩未达50分者,该门课程成绩作不及格处理。
3. 各评价项目被纳入课程目标评价的分值比例和计算权重如下表所示
评价项目及对课程目标的支撑分值 | 课程目标1 |
平时成绩(成绩权重0.4) | 100分 |
期末考试(成绩权重0.6) | 100分 |
课程目标达成度计算方法 | 分目标达成度=Σ(分目标项目平均得分率×分目标项目权重)/分目标各项目权重总和 |
课程目标达成度要求 | >0.65 |
六、评价标准
评价标准 | |||||
优秀 | 良好 | 合格 | 不合格 | ||
学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理。培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力,培养他们获取知识并用来解决实际问题的能力,了解其在解决复杂工程问题中的作用与应用方法。能正确认识自主学习和终生学习的重要性及必要性。 | 能熟练掌握物理化学的基本知识和基本原理,加深对自然现象本质的认识。学会并掌握物理化学的科学思维方法,具有较高提出问题、研究问题、分析问题的能力,能够熟练应用所获取的知识来解决实际问题。熟练掌握物理化学在解决复杂工程问题中的作用与应用方法。能深刻认识和理解自主学习和终生学习的重要性及必要性,具有自主学习和终身学习的意识。 | 能较熟练地掌握物理化学的基本知识和基本原理。掌握物理化学的科学思维方法,具有提出问题、研究问题、分析问题的能力,能够较熟练应用所获取的知识来解决实际问题。掌握物理化学在解决复杂工程问题中的作用与应用方法。能认识并理解自主学习和终生学习的重要性及必要性,具有自主学习和终身学习的意识。 | 能掌握物理化学的基本知识和基本原理。基本掌握物理化学的科学思维方法,有提出问题、研究问题的能力,能够应用所获取的知识来解决实际问题。基本掌握物理化学在解决复杂工程问题中的作用与应用方法。能理解自主学习和终生学习的重要性及必要性。
| 不能掌握物理化学的基本知识和基本原理。不能利用物理化学的科学思维方法提出问题解决问题,不能应用所获取的知识来解决实际问题。不了解物理化学在解决复杂工程问题中的作用与应用方法。不能认识到自主学习和终生学习的重要性及必要性。 | |
七、推荐教材和教学参考资源
1.建议教材
傅献彩,沈文霞等.物理化学(第五版).高等教育出版社,2006年
2.主要参考书
(1)朱志昂,阮文娟.物理化学(第六版).科学出版社,2019年
(2)朱文涛.基础物理化学.清华大学出版社,2011年
(3)傅玉普.物理化学简明教程.大连理工大学出版社,2014年
(4)Peter Atkins,Julio de Paula.物理化学(第七版,影印版).高等教育出版社,2006年
大纲修订人签字:肖芙蓉 修订日期:2019年6月
大纲审定人签字:徐彩霞 审定日期:2019年6月
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