《物理化学C》教案

第一篇：《物理化学C》教案

《物理化学C》教案 Physical chemistry

教案说明：

1．本教案内容参照邵光杰等主编《物理化学》（第三版，哈工大出版社，2009）确定。2．本教案适用于无机材料、金属材料、材料物理、环境工程、生物工程等各本科专业。3．根据本学科发展的前沿和专业方向，介绍本学科的最新成就和发展动态。4．除绪论外，每一部分结束后进行归纳总结，并安排1-2学时习题课。5．本课程授课采用板书与多媒体课件相结合的方式进行。

第0章

绪 论（1学时）

教学目的与要求：

了解物理化学课程的内容、任务、研究方法、特点和学习方法。

第1章

热力学第一定律（9学时）

教学目的与要求：

理解并掌握状态与状态函数、热力学平衡态、热力学能、热与功、热容、焓、可逆过程等热力学基本概念。

熟练掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式；体积功和过程热的计算；热力学第一定律对理想气体及相变过程的应用。

熟练掌握标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓，Hess定律。了解用基希霍夫定律处理问题的方法。本章主要内容：

1.1 热力学总论及热力学基本概念 1.2 热力学第一定律

1.3 等容过程热、等压过程热与焓 1.4 可逆过程和最大功 1.5 热容

1.6热力学第一定律对理想气体及相变过程的应用 1.7 热化学 本章重点：

1．理解状态函数、可逆过程、焓、标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓五个基本概念；

2．热力学第一定律对理想气体及相变过程的应用。3.反应热的计算方法 本章难点：

1．对状态函数、焓和热力学可逆过程的理解； 2．热力学第一定律对不可逆相变过程的应用

第2章

热力学第二定律（10学时）

教学目的与要求：

了解热力学第二定律的语言表述方法。

理解并掌握熵函数、吉布斯函数和亥姆霍兹函数及其判据。

掌握热力学第二定律的数学表达式、克劳修斯不等式、熵增原理、热力学第三定律和克拉佩龙－克劳修斯方程。

掌握熵变的计算方法。了解熵的统计意义。了解各种热力学关系式。本章主要内容：

2.1 第二定律的叙述及熵函数 2.2 熵的统计意义 2.3 熵变的计算

2.4 热力学第三定律与化学反应熵变的计算 2.5 亥姆霍兹函数及吉布斯函数 2.6 偏摩尔量及化学势 本章重点：

1．理解熵函数、吉布斯函数和亥姆霍兹函数及其判据。2．掌握熵变、吉布斯函数变和亥姆霍兹函数变的计算方法。3.判断各类过程的方向和限度。本章难点：

1．对熵函数、吉布斯函数和亥姆霍兹函数及其判据的理解。

2．不可逆相变过程的熵变、吉布斯函数变和亥姆霍兹函数变的计算方法。

第3章

溶液（6学时）

教学目的与要求：

掌握拉乌尔定律和亨利定律。

掌握偏摩尔量和化学势的定义及表达式。掌握理想溶液的通性和稀溶液的依数性。掌握活度及活度系数。了解处理实际溶液问题的方法。本章主要内容：

3.1 稀溶液中的两个经验定律

3.2 理想液体混合物的性质及各组分的化学势 3.3 理想稀溶液的性质及各组分的化学势 3.4 实际溶液、活度及活度系数 3.5 溶液的扩散 本章重点：

1．掌握拉乌尔定律和亨利定律异同点。2．掌握理想溶液的通性和稀溶液的依数性。3.掌握活度及活度系数。本章难点：

1．对偏摩尔量和化学势的理解。

2．理想溶液的通性和稀溶液的依数性的推导方法。3.活度及活度系数的应用。

第4章 化学平衡（6学时）教学目的与要求：

掌握标准平衡常数和实验平衡常数的定义与区别。掌握等温方程、标准平衡常数及有关的计算方法。掌握各种因素对平衡的影响。

了解化学平衡的应用及平衡组成的计算方法。本章主要内容：

4.1 化学反应的平衡条件

4.2 化学反应的平衡常数和等温方程 4.3 标准平衡常数与温度的关系 4.4 影响平衡的其它因素 4.5 rGm－T图 4.6 化学平衡方法的应用 本章重点：

1．掌握标准平衡常数和实验平衡常数的定义与区别。2.掌握等温方程、标准平衡常数及有关的计算方法。3.掌握各种因素对平衡的影响。本章难点：

1．标准平衡常数和实验平衡常数的关系 2．标准平衡常数的计算方法。3.同时平衡组成的计算

第5章

化学动力学基础（6学时）

教学目的与要求：

掌握反应速率、元反应、复杂反应和速率方程的定义。掌握浓度对反应速率的影响，质量作用定律和速率方程，掌握温度对反应速率的影响 — 阿仑尼乌斯公式及其应用。

了解平行反应、对行反应和连串反应等典型复杂反应的近似处理方法。了解多相反应动力学和催化作用。本章主要内容：

5.1 化学动力学的目的与任务 5.2 反应速率的定义及测定 5.3 浓度对反应速率的影响 5.4 温度对反应速率的影响 5.5 复杂反应 5.6 多相反应动力学 5.7催化作用 本章重点：

1．掌握反应速率、元反应、复杂反应和速率方程的定义。2.确定速率方程的方法。3.阿仑尼乌斯公式的各种形式及其应用。4.典型复杂反应的近似处理方法。本章难点：

1．速率方程的确定。

2.典型复杂反应的近似处理方法。

第6章

相平衡（8学时）

教学目的与要求：

了解相律的推导方法并掌握相律的数学表达式。掌握单组分系统相图的分析方法。

掌握二组分凝聚系统相图的分析方法及应用。本章主要内容：

6.1 相律

6.2 单组分系统相图 6.3 二组分凝聚系统相图

6.4二组分凝聚系统复杂相图的分析 本章重点：

1．掌握相律的数学表达式。2.掌握单组分系统相图的分析方法。3.掌握二组分凝聚系统相图的分析方法。本章难点：

1．相律的应用

2．二组分凝聚系统复杂相图的分析方法。

第7章

表面现象（6学时）

教学目的与要求：

理解比表面积、表面张力、表面吉布斯函数和表面功等概念。掌握弯曲液面的附加压力计算方法。了解润湿现象。

了解固体表面的吸咐作用。了解吸附现象的本质。本章主要内容：

7.1表面吉布斯函数 7.2 纯物质的表面热力学 7.3 弯曲液面的表面现象 7.4 新相的生成与介安状态 7.5 固体表面的吸咐 7.6 润湿现象 本章重点：

1.理解比表面积、表面张力、表面吉布斯函数和表面功等概念。2.掌握弯曲液面的附加压力的计算方法。3.新相的生成与介安状态 本章难点：

1．对表面张力及弯曲液面的附加压力的理解。2.新相的生成与介安状态。

课程习题课（讨论课）的要求

本课程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。掌握公式的使用条件，熟悉热力学解决问题的方法。锻炼独立思考和分析问题的能力。习题课仍是大课，习题课的课时约占授课时间的四分之一到五分之一，具体情况视习题难易程度而定。

实验内容与要求

实验教学的形式是学生亲手做实验。具体实验内容如下： 1.液体饱和蒸气压与温度的关系 2.二元凝聚物系相图的测定 3.蔗糖水解分解反应动力学

实验目的：验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。注意基本测量技术的进一步训练，初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究的能力。

实验要求：观察现象，验证理论，学习使用各种测试仪器。具备正确处理实验数据的能力，培养运用所学理论解决实际问题的能力、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。在实验中严肃认真的态度和踏实细致、实事求是的作风。

课程教材及主要参考书

《物理化学》（修订版）邵光杰 王锐 董红星等编 哈尔滨工业大学出版社 2003

《物理化学》（第五版）傅献彩等 高等教育出版社 2005 《物理化学》（第四版）天津大学 高等教育出版社 2003 《物理化学实验》（第四版）罗澄源等 高等教育出版社 2004

第二篇：物理化学课程教案

第十二章

化学动力学基础

（二）教学目的与要求: 使学生了解和掌握化学反应速率理论发展的动态，两种速率理论的具体的内容，基本思路及其成功和不足之处。

上一章介绍了化学动力学的基本概念，简单级数反应的动力学规律和等征，复杂反应的动力学规律，温度对反应速率的影响以及链反应等，同时还介绍了反应机理的一般确定的方法，在这一章中，主要介绍各种反应的速率理论。

重点与难点: 反应速率理论的基本假定和一些基本概念，基本结论：阈能，势能面，反应坐标，能垒高度，以及阈能，能垒高度等与活化能的关系等。

§12．1 碰撞理论

碰撞理论的基本假定

碰撞理论认为：（1）发生反应的首要条件是碰撞，可以把这种碰撞看成是两个硬球的碰撞；（2）只有碰撞时相互作用能超过某一临界值时才能发生反应，化学反应的速率就是有效碰撞的次数。

双分子的互碰频率

设：要发生碰撞的两个分子是球体，单位体积内Ａ分子的数目为NA，B分子数为NB，分子的直径为dD和dB，则碰撞时两个分子可以接触的最小距离为dABdAdB/2。

当A、B两个分子在空间以速度vA,vB运动时，为了研究两个分了的碰撞，通过坐标变换，可以把两个分子的各自的运动变换为两个分子重心的运动（质量为MmAmB）和 质量为(m1m2)/m1m2的假想粒子以相对速度vr的相对运动。此时两个分子的运动的能量可以表示为：

11112222Em1v1m2v2(m1m2)vMvr2222

式中vM为分子的质心的运动速度。由于分子的质心的运动和分子碰撞无关，可以不予考虑。而两个分子的平均相对运动速度为

vr 碰撞频率为

8RT

由此可以得到A，B分子的，相同分子之间的碰撞频率为

2ZAAdA2ZABdAB8RTNANB8RT22NA2dA A、B两个分子相互碰撞过程的微观模型

几个基本概念：

碰撞参数：通过Ａ，Ｂ两分子的质心，而与相对速率平行的两条直线的距离

RT2NAMA

b称为碰撞参数。

碰撞参数描述了两个分子可以接近的程度，两个分子要发生碰撞的条件

dAdBdAB2

0≤ b ≤

2碰撞截面： CdAB，凡是两个分子落在碰撞截面内才能发生碰撞。

1ur2碰撞时两个分子相互作用能：分子的相互移动能2在碰撞时两个分子的质心连线的分量是两个分子的相互作用能。

在反应过程中，只有超ε δ过某一规定值ε

c时，碰撞才是有效的，εc称为反应的阈能或临界能（对不同的反应，ε，故发生反应的条件为 c不同）

12vrcosc εr‘≥εc

22ur2dABb2cos()d2dABAB因为22br12dAB

b2或ε‘（1－r（dAB2)≥εc

从上式可以看出，要满足碰撞时的相互作用能不小于εc，对相对移动能和碰撞参数都有限限制的条件。对某一εr，要使上式满足的碰撞参数为br，则有

br(1r2)cdAB br2dAB2(1c)r 或

当ευ 一定时，凡是b ≤ br 的所有碰撞都是有效的。据此，定义反应截面

rbr2dAB2(1c)r

对一定的反应来说，ε变，所以σδ是ε

δ

υ一定，br随ε

δ

而的函数，（也是ur的函数）可

以用左图表示反应截面与相对动能的关系。

微观反应与宏观反应之间的关系（有效碰撞分数的求算）

如果研究一个分子和其它为数众多的分子的相对速度，会有无数个相对速度，并呈现一定的分布，这种分布也可以用麦克斯韦速率分布公式表示，即

dN(ur)322u4N()urexp(r)dur2kT2kT

将εδ=(1/2)μur2代入上式，可以得到相对动能的分布公式

1dN(r)213212()exp()NdkT kT上式的意义是，在单位体积中的N个分子中，一个分子和其它N1N个分子的相对速率在ururdur（或相对移动能在rrdr）之间的机率。

在该速率间隔中（或能量间隔中）和其它粒子的碰撞的次数

213212kT2NdABur()redrkT

在上述碰撞中，满足εr≥εr，又在反应截面内的碰撞次数为

rr213212kT2NdAB(1)ur()redrkTrc

上式是一个分子的有效碰撞频率，如果是N个分子的有效碰撞，则有

2rZAA1N2rNdAA2r213212kT(1)ur()redrckT

rc/kT2RT2N2dAeMA

c/kTeEc/kT所以，有效碰撞的分数为

qe1/2

c/kT可以证明，两种不同分子的有效碰撞在总的碰撞中占的分数亦为e 所以反应的速率

dNA2ZAA(ZAB)dt

（一次碰撞消耗２个分子）

22RTEc/RT4NAdAMeA

两边除以L，使NA成为CA

dCA22RTEc/RT4LCAdAedtMA

dCA2kTCAdt和二级反应的速率公式相比

2RTk4LdAMA反应阈能与实验活化能和的关系

EaRT2Ec/RTe

dlnk(T)dT根椐实验的活化能定义

将上边得到的反应速率常数代入，可以得到

E11EaRT2c2EcRT22TRT

1EcRT2对于一般的反应，则可以认为EaEc，但两者的含义是不同的，Ec才是与温度无关的常数。若用代替，则上式可改写成

28kTEa/RTkTLdABe

或以求出阿仑尼乌斯公式指前因子所代表的实际意义是

28kTALdAB

概率因子

§11．２ 过渡状态理论

过渡状态理论又称活化络合物理论，是在量子力学及统计力学的基础上发展起来的，在理论有形成过程中又引入了一些模型假设。

在由反应物到产物的转化过程中，要经过（由两个反应物分子构成的体系的）势能较高的过渡状态，形成不稳定的活化络合物，它可以和反应物达成平衡，而活化络合物分解转化为产物的速率就是该反应的速率。

势能面

（1）原子之间的势能

原子之间的相互作用力（来自于不同的原子和电子之间的相互作用）可以用势能来表示，对双原子分子来说，它是原子之间的势能的函数。

EpEpR

原则上，可以由量子力学的计算得到，但计算过程颇难。另一种方法是采用经验公式的进行计算，莫尔斯（Morse）公式就是对双原子的经验公式

EprDeexp2arr02exparr0)］

0

E(r)与r的关系可以用下图来定性的表示

在图中，De为阱深，r0为两原子的平衡核间距，r＞r0，两核之间有吸引力，r＜r0时，两核之间有斥力，这样两个原子如同一个振子在平衡位

置振动，这种振动是量子化的，振子的能量为

1Ev(v)h2

式中v是振动量子数（v =1，2，…v），ν是系统的振动特征频率，当v =0时，11h22Ev = E0 =hν，E0称为零点振动能，而De和E0的差值为D0 =De－（E0），v = 0的状态为基态，（完美晶体在OK时，各原子均处于振动基态，具有零点振1hE02动能）。

当光照或分子之间运动发生碰撞时，振动状态会从较低的状态跃迁到较高的状态。

D0的数值可以从光谱的数据中获得

当然，这样的势能和r的关系仅是分子中电子处于基态的情况，当电子的运动状态发生变化时，势能的关系也会发生变化。

１．分子间的势能与势能面

设：原子A和双原子B－C发生反应，当A靠近B－C时，由三个原子构成的体系的势能也会发生变化，要描述三个原子之间的距离，需要三个坐标（rAB, rBC, rAC）,而描述三个坐标与势能的关系需要四维空间, 这是无法用平面图型来表示的, 为了说明过渡状态的基本思路, 可以设想三个原子在同一条直线上, 这样, 只需要两个原子间距的标, 同时可以在平面图上表示。

按照该理论的基本假设，在反应进行的过程中

AB+ CABCC

A + B

A靠近B－C时, B－C之间的化学键松驰, 同时三个原子构成的反应体系的势能会发生变化, 形成过渡的活化络合物, 最后活化络物分解, 生成产物分子, 在这个过程中, 体系的势能是核间距和的函数, 这种函数关系可以用下图定性的进行说明.1.立体图的说明 2.平面图的说明

1．反应坐标

反应体系(三个原子)从反应物转化到产物所经过的能量要求最低的途径.2．E0与Eb的关系及定义

Eb是活化络合物的最低势能与反应物的最低势能之间的差值。

E0是活化络合物的零点能与反应物的零点能之间的差值。

由过渡状态理论计算反应速率

按照基本假定: 反应物和活化络合物可以达成化学平衡, 并且活化络合物一旦生成, 它将一无反顾地转化为产物, 而转化为产物的速率就是该反应的速率。同时假定：导致生成产物那种不对称的振动很弱，一次振动就可以使活化络合物分解而生成产物。

d[A－－B－]r(分解)[ABC]dt

C][AB由于反应物和活化络合物可以达成平衡。

A + B

[AC]BKc=

[A][BC]

=K[A][BC][ABC]c d[ABC](分)代入上式 [A][BC]K=νcr= dt和二级反应的速率公式相比较, k = νKc＃，所以只要知道KC＃, 便可以求出速率常数。有两种方法可以求出Kc＃ １． 速率常数的统计力学处理

由统计力学的知识，可以求出反应的速率常数为

kBTf3tfrfvABvE0kexp()333NA633NB63h/2(ftfrfvkBT)(ftfrfv)3[3N3N7]式中活化络合物的振动自由度为3(NB+NB)－7, 是因为一个引起活化络合物分解的那个振动自由度已经分离出去了。

原则上只要知道分子的质量，转动惯量，振动频率等微观物理数据，就可以由此式求出反应的速率常数。所以这个理论也称为绝对反应速率理论。

２． 过渡状态理论的热力学方法处理

过渡状态理论的热力学处理就是用反应物转变为活化络合物过程中的热力rGmrHmTrSm学函数的变化值来计算Kc，并进一步计算速率常数值k。（对于n 分子的反应）

kBT1nrSmrHmk(c)exp()exp()hRRT

对于气相的反应，也可以用压力表示浓度，则有

kBTp1nrSm(p)rHm(p)k()exp[]exp[]hRTRRT

Ec,Eb，E0，Δ≠r Hm⊙，Δr≠Sm⊙，Ea和指前因子之间的关系

（1）几个与能量有关的物理量的含义及相互关系

Ec是发生有效碰撞时，分子的相互移动能在碰撞时的质心连线上分量的阈值

Ea = Ec + RT E0是活化络合物的零点能与反应物的零点能的差值，Eb是反应物形成活化络物时所必须翻越的能垒的高度。

11EaEb[h0h0(反应物)]L22

E0与实验活化能的关系为Ea = E0 + mRT（m包括了普适常数及配分函数中所有与T有关的因子，对一定的反应体系，有定值。

对于理想气体的反应，Ea≈Δ当温度不太高时，Ea≈Δ

r

≠

≠

r

Hm+ nRT（n为气态反应物的系数之和）

⊙

Hm⊙

两种速率理论的比较

分子碰撞理论把分子看作是没有结构的球体，分子之间的反应看作是硬球之间作用能大于某一特定的阈能的有效碰撞，对很简单的反应可以计算出反应的速率常数。但由于模型的粗糙，对稍微复杂的反应的计算也不能和实验相符，为了迎合实验数据，提出了几率因子，但它又不能由碰撞理论本身得到。另外，该理论本身也不能解决反应阈能的计算问题。但分子碰撞理论必定给人们描绘了反应过程中分子相互作用的清晰图象，成为反应速率理论进一步发展的基础。

活化络合物理论在现代量子力学和统计力学的基础上，对化学反应过程提出子新的物理模型，和碰撞理论相比，它解决了反就应的活化能的求算问题，通过对反应的势能面的计算，可以预言化学反应进行的途径，可以揭示阿累尼乌斯公式的指前因子的物理意义，可以解释并计算碰撞理论的几率因子，这个理论对反应速率常数的计算在原则上可以不借助认何反应的实验数据，仅凭对有关物质的微观化学结构的了解和量子力学和统计力学的计算，就可以解决反应的速率常数和求算问题，所以这个理论又称为绝对反应速率理论。

第三篇：物理化学

数学物理，学好很容易

掌握规律，并熟练运用这些规律

很多学生反映数学和物理难学，不知道怎样提高数学和物理的成绩。

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第四篇：物理化学

一、选择题

1.在蒸馏实验中，常在液体中投入一些沸石或一端封口的毛细管等多孔性物质，这样做是为了破坏哪一个亚稳状态？(C)

（A）过饱和溶液

（B）过冷液体

（C）过热液体

（D）过饱和蒸气

2.外加直流电于胶体溶液，向电极作电极移动的是(B)（A）胶核

（B）胶粒

（C）胶团

（D）紧密层

下列物体为非胶体的是（D）

（A）灭火泡沫

（B）珍珠

（C）雾

（D）空气在晴朗的白昼天空呈蔚蓝色是因为（B）

（A）蓝光波长短，透射作用显著

（B）蓝光波长短，散射作用显著（C）红光波长长，透射作用显著

（D）红光波长长，散射作用显著

日出或者日落的时候，太阳成鲜红色的原因（D）

（A）蓝光波长短，透射作用显著

（B）蓝光波长短，散射作用显著（C）红光波长长，透射作用显著

（D）红光波长长，散射作用显著

丁达尔现象的发生，表明了光的（A）

（A）散射

（B）反射

（C）折射

（D）透射

7.在分析化学上有两种利用光学性质测定胶体溶液的仪器，一是比色计，另一个是比浊计，分别观察的是胶体溶液的（D）

(A）透射光、折射光

（B）散射光、透射光

（C）透射光、反射光

（D）透射光、散射光

明矾静水的主要原理是（B）

(A)电解质对溶胶的稳定作用

(B)溶胶的相互聚沉作用(C)对电解质的敏化作用

(D)电解质的对抗作用

由等体积的1mol/dm3KI溶液与0.8mol/dm3AgNO3溶液制备的AgI溶胶 分别加入下列电解质时，其聚沉能力最强的是（D）(A)K3[Fe(CN)6](B)NaNO3(C)MgSO4(D)FeCl3

一定量的以KCl为稳定剂的AgCl溶胶中加入电解质使其聚沉，下列电 解质的用量由小到大的顺序正确的是（A）

(A)AlCl3

电解质 KNO3 KAc MgSO4 AL（NO3)3 聚沉值/mol/dm3 50 110 0.81 0.095

该胶粒的带电情况为（A）

（A）带负电（B）带正电（C）不带电（D）不能确定

下述对电动电位的描述错误的是（C）

（A）表示胶粒溶剂化界面至均匀相内的电位差（B）电动电位值易随外加电解质尔变化

（C）其值总是大于热力学电位值

（D）当双电层被压缩到溶剂化层相结合时，电动电位值变为0 将0.012dm3 浓度为0.02mol/dm3的KCL溶液和100dm3浓度为0.005mol/dm3 的AgNO3溶液混合制备的溶胶，其胶粒在外电场的作用下电泳的方向（B）（A）向正极移动（B）向负极移动（C）不规则运动（D）静止不动

使用瑞利(Reyleigh)散射光强度公式，在下列问题中可以解决的问题是：

（A)

A 溶胶粒子的大小；

B 溶胶粒子的形状；

C 测量散射光的波长；

D 测量散射光的振幅。

对于 Donnan平衡，下列哪种说法是正确的：(A)

A 膜两边同一电解质的化学位相同；

B 膜两边带电粒子的总数相同；

C 膜两边同一电解质的浓度相同；

D膜两边的离子强度相同。当溶胶中加入大分子化合物时：

(C)

A 一定使溶胶更稳定；

B 一定使溶胶更容易为电解质所聚沉； C 对溶胶稳定性影响视加入量而定；

D 对溶胶稳定性没有影响 溶胶的聚陈速度与电动电位有关

（C）

A 电动电位愈大，聚沉愈快

B 电动电位越小，聚沉愈快 C 电动电位为零，聚沉愈快

D 电动电位越负，聚沉愈快 将橡胶电镀在电制品上，是应用了

（B）A 电解

B 电泳

C 电渗

D 沉降电势

在电泳实验中，发现分散相向阳极运动，这表明（B）A 胶粒带正电

B 胶粒带负电

C 电动电位相对于溶液本体为正

D Stern面处电位相对溶液本体为正 20 关于电动电位，描述不正确的是（B）

A 电动电位表示了胶粒溶剂化界面到溶液本体内的电位差 B 电动电位的绝对值总是大于热力学电位 C 电动电位的极值易为少量外加电解质而变化

D 当双电层被压缩到溶剂化层的相合时，电动电位变为零 溶胶的基本特性之一是(C)A热力学上和动力学上皆属于稳定体系 B热力学上和动力学上皆属于不稳定体系 C热力学上不稳定而动力学上属于稳定体系 D热力学上稳定而动力学上属于不稳定体系

质均摩尔质量w 和数均摩尔质量n的关系一般为：(B)A w ＝

n

B w ＞

n C w ＜ n D w≠ n

当溶胶中加入大分子化合物时：(C)A一定使溶胶更稳定

B一定使溶胶更容易为电解质所聚沉 C对溶胶稳定性影响视加入量而定

D对溶胶稳定性没有影响 溶胶的基本特性之一是（C)A 热力学上和动力学上皆属于稳定体系 B 热力学上和动力学上皆属于不稳定体系 C 热力学上不稳定而动力学上属于稳定体系 D 热力学上稳定而动力学上属于不稳定体系

使用瑞利(Reyleigh)散射光强度公式，在下列问题中可以解决的问题是（A）

A溶胶粒子的大小

B溶胶粒子的形状 C测量散射光的波长

D测量散射光的振幅

二、填空题

1、溶胶是热力学不稳定体系，但它能在相当长的时间里稳定存在，主要原因是_______________。

2、溶胶的动力学性质表现为如下三种运动_______________________________________。

3、若乳化剂分子大的一端亲水，小的一端亲油，此乳化剂有利于形成_______型乳状液：反之则有利于形成_______型乳状液。

丁铎尔效应是由光的 作用引起的，强度与入射光的波长

次方成反 比 少量外加电解质对

电势的数值有显著影响而对热力学电势ψ不产生显

著影响

胶体粒子的Zeta电势是指_______________________________________ Donnan平衡产生的本质原因是_______________________________________

区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单灵敏的方法是_____________________ 9 在分析化学上，有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器，一是比色计，另一个是比浊计，分别观察的是胶体溶液

,和在稀AgNO3溶液中滴加少量KCl溶液，形成AgCl溶胶，该溶胶为____(正、负)溶胶，在电场中向______极移动

11胶体分散体系是热力学_____________(稳定、不稳定)系统，原因是 ______________________。

答案

1、布朗运动，ξ电位和离子外的离子化膜等主要因素

2、布朗运动，扩散，沉降活沉降平衡

3、O/W，W/O 4 散射；四 ξ 固液之间可以相对移动处与本体溶液之间的电位降 大离子不能透过半透膜，且因静电作用使小离子在膜两边的浓度不同 8 观察丁铎尔效应 透射光，散射光

正，负

11不稳定，胶体具有很大的表面积

三、判断题溶胶能产生丁达尔现象

（）溶胶在动力学和热力学上都是稳定系统

（）溶胶与大分子溶液的共同点是动力学稳定系统

（）胶体动力学性质包括渗透，扩散，沉降平衡。

（）当某一溶胶达到扩散平衡时，扩散动力与摩擦阻力相等

（）用半透膜分离胶体溶液与晶体溶液的方法是电渗

（）电动电位是胶核与介质间电位差

（）

对于Helmholz紧密双电层模型，由于其模型上的缺陷，所以它不能说明电泳现象

（）对于Al(OH)3 溶胶，逐滴加入适量的盐酸溶液，则溶胶先沉淀后逐渐溶解（）乳状液有两种不同的互溶溶液组成（）

答案

对，错，对，对，对，错，错，错，对，错

第七章

电化学

选择题

1．离子独立运动定律适用于

(A)强电解质溶液

(B)弱电解质溶液(C)无限稀电解质溶液

(D)理想稀溶液 答案C

2.电解质水溶液属离子导体。其离子来源于(A)电流通过溶液, 引起电解质电离

(B)偶极水分子的作用, 引起电解质离解

(C)溶液中粒子的热运动, 引起电解质分子的分裂(D)电解质分子之间的静电作用引起分子电离 答案：B

3.在电导测量实验中, 应该采用的电源是(A)直流电源(B)交流电源

(C)直流电源或交流电源

(D)测固体电导用直流电源, 测溶液电导用交流电源 答案：D

2．电解浓度为0.5mol的硫酸水溶液和电解浓度为1mol的氢氧化钠水溶液，都使用铂作电极，在相同温度下的理论分解电压是否总是相同？为什么？

答：是的。因为其理论分解电压与相应的原电池的电动势相等。分别计算两个不同溶液的原电池的电动势，结果都为1.23伏。说明电解水产生氢和氧的理论分解电压与溶液的pH值无关。

填空题

双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度的同一种电解质溶液的接界处存在液界电势，可采用加盐桥的方法减少或消除。

2． 电池Zn(s)Zn2+(a1)Zn2+(a2)Zn(s),若a1>a2,则电池电动势E〈0。若a1=a2,则电池 电动势E=0。

3在电池PtH2(p)HCL(a1)NaOH(a2)H2(p)Pt中阳极反应是 0.5H2(g)---H+(a1)+e

阴极反应是

H2O(l)+e---0.5H2(g)+OH-(a2)电池反应是H2O(l)— H+(a1)+OH-(a2)

4．在298。15K时，已知Cu2+加2e—Cu 标准电池电动势为0。3402V

Cu+加e—Cu标准电池电动势为0。522，则Cu2+加e—Cu+ 标准电池电动势 :0.1582V

5.在一个铜板中有一个锌制铆钉，在潮湿空气中放置，锌制铆钉先腐蚀。6．AgAgCL(s)KCL(aq)CL2(g)Pt电池电动势与氯离子活度无关

44．电解金属盐的水溶液时，在阴极上

A.还原电势愈正的粒子愈容易析出；

B.还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出； C.还原电势愈负的粒子愈容易析出；

D.还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出

答案：B

45．一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁箱的寿命，选用哪种金属片为好？

A.铜片；

B.铁片； C.镀锡铁片；

D.锌片

答案：C

问答题

1有人为反应1Na + HO = NaOH(aq)+ H22 2设计了如下两个电池：

Na|NaOH(aq)|H2 ,Pt Na(Hg)|NaOH(aq)|H2 ,Pt 你认为错在哪里？应如何设计？

答：根据电池反应分别写出阴阳极的电极反应如下：

阴极：1-HO + e HOH 222  

阳极.：Na → Na＋

＋ e 上面所设计的电池（1）是金属Na在NaOH水溶液中，这样金属钠会与水立刻反应放出氢气，化学能不能转变为电能，故电池（1）的设计是错误的。在电池（2）的设计中阳极反应为Na（Hg）→ Na＋ ＋ e, 电池总反应为：1Na(Hg)+ HO = NaOH(aq)+ H22 2 与要求不符，故 设计（2）亦为错误的。正确的设计可如下形式：

Na|NaI(EtNH2)|Na(Hg)|NaOH(aq)|H2,pt 其中，EtNH2为乙基胺。这样的设计即把下面两个电池串联起来。左边一只为：Na|NaI(EtNH2)|Na(Hg)。右边一只为：Na(Hg)|NaOH(aq)|H2,pt 这样的设计符合要求。因为

左电池：阳

极：Na → Na＋

+ e

阴

极：Na＋ + e → Na(Hg)

电池反应：Na → Na(Hg)右电池：阳

极：Na(Hg)→ Na＋ + e 阴

极：1HO + e H2 + OH 22  －

电池反应：1Na(Hg)+ HO = NaOH(aq)+ H22 2 即

1Na + HO = NaOH(aq)+ H22 2。

串联电池的电池反应＝左电池＋右电池，

第五篇：《物理化学A》教案

《物理化学A》教案 Physical chemistry

教案说明：

1．本教案内容参照傅献彩主编《物理化学》（高教第五版，2005）确定。2．本教案适用于应化和化工本科各专业。

3．根据本学科发展的前沿和专业方向，介绍本学科的最新成就和发展动态。4．除绪论外，每一部分结束后进行归纳总结，并安排2学时习题课。5．本课程授课采用板书与多媒体课件相结合的方式进行。

第0章

绪 论（1学时）

教学目的与要求：

了解物理化学课程的内容、任务、研究方法、特点和学习方法。本章主要内容：

0.1 物理化学的建立与发展 0.2 物理化学课程的内容与任务 0.3 理化学课程的研究方法 0.4 理化学课程的特点和学习方法 本章重点：

1.物理化学课程的内容与任务 2.理化学课程的研究方法 3.理化学课程的特点和学习方法 本章难点：

1.物理化学课程的内容与任务 2.理化学课程的研究方法

第1章

气 体（7学时）

教学目的与要求：

1.了解气体分子动理论、及其有关计算； 2.掌握对比状态和对比状态定律。本章主要内容：

1.1气体分子动理论 1.2 实际气体 1.3 压缩因子图 本章重点：

1.气体分子动理论的基本公式。2.实际气体的行为。3.对比状态和对比状态定律。本章难点：

1．对比状态和对比状态定律； 2.压缩因子图的应用。

第2章

热力学第一定律（12学时）

教学目的与要求：

1.理解并掌握状态与状态函数、热力学平衡态、热力学能、热与功、热容、焓、可逆过程等热力学基本概念。

2.熟练掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式；体积功和过程热的计算；热力学第一定律对理想气体及相变过程的应用。3.熟练掌握标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓，Hess定律。4.了解用基希霍夫定律处理问题的方法。本章主要内容：

2.1 热力学总论及热力学基本概念 2.2 热力学第一定律

2.3 等容过程热、等压过程热与焓 2.4 可逆过程和最大功 2.5 热容

2.6 热力学第一定律对理想气体及相变过程的应用 2.7 热力学第一定律对实际气体的应用 2.8 热化学 2.9 绝热反应 本章重点：

1．理解状态函数、可逆过程、焓、标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓五个基本概念；

2．热力学第一定律对理想气体及相变过程的应用。3.反应热的计算方法 本章难点：

1．对状态函数、焓和热力学可逆过程的理解； 2．热力学第一定律对不可逆相变过程的应用

第3章

热力学第二定律（14学时）

教学目的与要求：

1.了解热力学第二定律的语言表述方法。

2.理解并掌握熵函数、吉布斯函数和亥姆霍兹函数及其判据。

3.掌握热力学第二定律的数学表达式、克劳修斯不等式、熵增原理、热力学第三定律和克拉佩龙－克劳修斯方程。

4.掌握熵变的计算方法。5.了解熵的统计意义。6.掌握各种热力学关系式。本章主要内容：

3.1 自发过程的共同特征 3.2 热力学第二定律

3.3 克劳休斯不等式与熵增加原理 3.4 熵函数与熵变的计算

3.5 热力学第三定律与化学反应熵变的计算 3.6 亥姆霍兹函数及吉布斯函数 3.7 热力学函数之间的关系 3.8 吉布斯函数变的计算 本章重点：

1．理解熵函数、吉布斯函数和亥姆霍兹函数及其判据。2．掌握熵变、吉布斯函数变和亥姆霍兹函数变的计算方法。3.判断各类过程的方向和限度。4.掌握热力学函数之间的关系 本章难点：

1．对熵函数、吉布斯函数和亥姆霍兹函数及其判据的理解。

2．不可逆相变过程的熵变、吉布斯函数变和亥姆霍兹函数变的计算方法。3.熟悉热力学函数之间的关系

第4章

多组分系统热力学及其在溶液中的应用（6学时）

教学目的与要求：

1.掌握拉乌尔定律和亨利定律。

2.掌握偏摩尔量和化学势的定义及表达式。3.掌握理想溶液的通性和稀溶液的依数性。4.掌握活度及活度系数。5.了解处理实际溶液问题的方法。本章主要内容：

4.1 偏摩尔量和化学势 4.2 稀溶液中的两个经验定律 4.3 气体混合物中任一组分的化学势 4.4 理想液体混合物的性质及各组分的化学势 4.5 理想稀溶液的性质及各组分的化学势 4.6 实际溶液、活度及活度系数 4.5 溶液的扩散 本章重点：

1．掌握拉乌尔定律和亨利定律异同点。2．掌握理想溶液的通性和稀溶液的依数性。3.掌握活度及活度系数。本章难点：

1．对偏摩尔量和化学势的理解。

2．理想溶液的通性和稀溶液的依数性的推导方法。3.活度及活度系数的应用。

第5章

相平衡（8学时）

教学目的与要求：

1.了解相律的推导方法并掌握相律的数学表达式。2.掌握单组分系统相图的分析方法。3.掌握二组分凝聚系统相图的分析方法及应用。本章主要内容：

5.1 相律

5.2 单组分系统相图 5.3 二组分凝聚系统相图

5.4二组分凝聚系统复杂相图的分析 本章重点：

1．掌握相律的数学表达式。2.掌握单组分系统相图的分析方法。3.掌握二组分凝聚系统相图的分析方法。本章难点：

1．相律的应用

2．二组分凝聚系统复杂相图的分析方法。

第6章 化学平衡（6学时）

教学目的与要求：

1.掌握标准平衡常数和实验平衡常数的定义与区别。2.掌握等温方程、标准平衡常数及有关的计算方法。3.掌握各种因素对平衡的影响。

4.了解化学平衡的应用及平衡组成的计算方法。本章主要内容：

6.1 化学反应的平衡条件

6.2 化学反应的平衡常数和等温方程 6.3 标准平衡常数与温度的关系 6.4复相化学平衡 6.5 影响平衡的其它因素 6.6 同时化学平衡 本章重点：

1．掌握标准平衡常数和实验平衡常数的定义与区别。2.掌握等温方程、标准平衡常数及有关的计算方法。3.掌握各种因素对平衡的影响。本章难点：

1．标准平衡常数和实验平衡常数的关系 2．标准平衡常数的计算方法 3.同时平衡组成的计算

第7章

统计热力学基础（8学时）

教学目的与要求： 1.了解统计热力学的研究方法及其基本假定。2.了解玻兹曼统计方法。3.掌握最概然分布的计算公式。

4.掌握配分函数的定义、配分函数的分离、配分函数与热力学函数之间的关系。本章主要内容：

7.1 统计热力学的研究方法及其基本假定 7.2 玻兹曼统计 7.3 配分函数

7.5 各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献

本章重点：

1.玻兹曼统计方法 2.最概然分布的计算公式

3.配分函数的定义、配分函数的分离、配分函数与热力学函数之间的关系 本章难点：

1．玻兹曼统计和最概然分布

2.配分函数对各热力学函数之间的贡献

第8章

电解质溶液（4学时）

教学目的与要求：

1.掌握电化学中的基本概念和Faraday定律。2.了解强电解质溶液理论。

3.掌握电解质的离子平均活度和平均活度系数的计算方法。本章主要内容：

8.1 电化学中的基本概念和Faraday定律 8.2 离子的电迁移

8.3 电解质的离子平均活度和平均活度系数 8.4 强电解质溶液理论

本章重点：

1.电化学中的基本概念和Faraday定律 2.电解质的离子平均活度和平均活度系数 3.强电解质溶液理论 本章难点：

1.离子的电迁移 2.强电解质溶液理论

第9章

可逆电池的电动势及其应用（6学时）

教学目的与要求：

1.掌握可逆电极及其电极反应、可逆电池及其电池反应的表示方法。2.掌握可逆电池的热力学原理。3.了解电动势产生的机理

4.掌握电极电势和电动势的Nernst方程。5.掌握电池电动势的测定及应用。本章主要内容：

9.1 可逆电极和可逆电池 9.2 可逆电池热力学 9.3 电动势产生的机理

9.4 电极电势和电动势的Nernst方程 9.5 电池电动势测定的应用 本章重点：

1.可逆电池热力学 2.电池电动势测定的应用 本章难点：

1.电池电动势测定的应用

第10章

电解与极化（4学时）

教学目的与要求：

1.理解分解电压和极化作用。2.掌握电解时电极反应的基本规律。

3.了解金属的电化学腐蚀及腐蚀与防护的方法。本章主要内容：

10.1 分解电压 10.2 极化作用

10.3 电解时电极上的竞争反应

10.4 金属的电化学腐蚀及腐蚀与防护的方法 本章重点：

1.极化作用

2.电解时电极上的竞争反应 本章难点：

1.分解电压和极化作用 2.电解时电极上的竞争反应

第11章

化学动力学基础（8学时）

教学目的与要求：

1.了解化学反应速率的定义及测定。2.掌握化学反应速率方程的确定方法。

3.掌握简单级数反应的速率方程及其动力学特点。4.掌握典型复杂反应的动力学特点及复合反应速率方程的近似处理方法。5.掌握温度对反应速率的影响。6.了解催化作用的通性。本章主要内容：

11.1 化学反应速率的表示法 11.2 化学反应的速率方程 11.3 具有简单级数的反应 11.4 典型复杂反应 11.5 温度对反应速率的影响

11.6 复合反应速率方程的近似处理方法 11.7催化反应动力学 本章重点：

1.简单级数反应的速率方程及其动力学特点 2.化学反应速率方程的确定方法

3.典型复杂反应的动力学特点及复合反应速率方程的近似处理方法 4.温度对反应速率的影响 本章难点：

1.化学反应速率方程的确定方法 2.复合反应速率方程的近似处理方法

第12章

表面物理化学（6学时）

教学目的与要求：

1.掌握表面张力的定义及其影响因素。2.掌握弯曲液面的附加压力和蒸气压。3.了解溶液表面的吸附。4.掌握润湿与铺展现象。5.了解表面活性剂及其作用。

6.掌握固体表面的吸附理论及吸附现象的本质。本章主要内容：

12.1 表面张力及表面Gibbs自由能 12.2 弯曲液面的附加压力和蒸气压 12.3 溶液表面的吸附 12.4 液-液界面的性质 12.5润湿现象 12.6表面活性剂 12.7固体表面的吸附 本章重点：

1.对表面张力的理解

2.弯曲液面的附加压力和蒸气压 3.润湿现象

4.固体表面的吸附理论及吸附现象的本质 本章难点：

1.弯曲液面的附加压力和蒸气压 2.固体表面的吸附理论

第13章 胶体分散系统和大分子溶液（6学时）

教学目的与要求：

1.了解胶体的分类、胶体的通性、胶体的制备和净化。2.掌握胶体的动力性质、光学性质和电学性质等通性。3.掌握胶体的稳定性和聚沉作用。4.了解乳状液和凝胶的分类及其作用 本章主要内容：

13.1胶体的分类和胶体的通性 13.2胶体的制备和净化 13.3 溶胶的动力性质 13.4 溶胶的光学性质 13.5 溶胶的电学性质 13.6 稳定性和聚沉作用 13.7 乳状液 13.8 凝胶 本章重点：

1.胶体的动力性质、光学性质和电学性质等通性 2.胶体的稳定性和聚沉作用 本章难点：

1.胶体的通性 2.胶体的稳定性

课程习题课（讨论课）的要求

本课程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。掌握公式的使用条件，掌握物理化学解决问题的方法。锻炼独立思考和分析问题的能力。习题课仍是大课，习题课的课时约占授课时间的四分之一到五分之一，具体情况视习题难易程度而定。

课程教材及主要参考书

《物理化学》（第五版）傅献彩等 高等教育出版社 2005 《物理化学》（第四版）天津大学 高等教育出版社 2003 《物理化学》（第五版）胡 英等 高等教育出版社 2007