《高等物理化學(xué)》課程教學(xué)大綱

《高等物理化學(xué)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱高等物理化學(xué)CourseName課程編碼SCC823421030開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)48講授48實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)本研一體化班（化學(xué)化工類）授課語言中文先修課程物理化學(xué)（2-1）、物理化學(xué)（2-2）課程簡(jiǎn)介（限選）高等物理化學(xué)是化學(xué)專業(yè)碩士研究生專業(yè)核心課程。內(nèi)容包括物理化學(xué)基本知識(shí)的應(yīng)用、物理化學(xué)理論的拓展和對(duì)學(xué)科前沿內(nèi)容的了解。高等物理化學(xué)內(nèi)容包括：物理化學(xué)核心內(nèi)容、物理化學(xué)內(nèi)容拓展及應(yīng)用；多相催化動(dòng)力學(xué)、非平衡態(tài)熱力學(xué)、非線性動(dòng)力學(xué)、物理化學(xué)研究進(jìn)展講座等主要內(nèi)容。(Intro...)負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1強(qiáng)化學(xué)生的物理化學(xué)基礎(chǔ)理論修養(yǎng)，擴(kuò)大其知識(shí)面，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生把握科學(xué)的研究方法是三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)11第1章緒論近代物理化學(xué)的三種理論工具及其功能；平衡態(tài)物理化學(xué)的方法論；化學(xué)中的非平衡態(tài)現(xiàn)象；自然哲學(xué)觀的演變；高等物理化學(xué)內(nèi)容及要求M12講授0自學(xué)資料22第2章物理化學(xué)的核心內(nèi)容（一）溫度、溫標(biāo)概念，膨脹式、熱電阻式、半導(dǎo)體式、熱電偶等儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、性能特點(diǎn)、應(yīng)用技能，適用儀表類型選擇M18講授0自學(xué)資料32.12.1熱平衡定律和溫度流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律，熱容測(cè)定—熱分析法；多反應(yīng)系統(tǒng)熱平衡分析--煤焦與水蒸氣氣化反應(yīng)。M11講授、討論0課后作業(yè)42.22.2熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律M11講授0自學(xué)資料52.32.3熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律M11講授0自學(xué)資料62.42.4基本熱力學(xué)函數(shù)焓、熵、吉布斯函數(shù)、亥姆霍茲函數(shù)的深化理解M11講授0自學(xué)資料72.52.5均勻體系的熱力學(xué)性質(zhì)均勻體系的熱力學(xué)性質(zhì)M11講授0自學(xué)資料82.62.6絕熱膨脹過程和節(jié)流過程氣體的絕熱膨脹，氣體的節(jié)流過程M11講授0自學(xué)資料92.72.7基本熱力學(xué)函數(shù)基本熱力學(xué)函數(shù)的確定，特征函數(shù)，特性函數(shù)M11講授0自學(xué)資料102.82.8熱力學(xué)應(yīng)用Exergy，Anergy，有效能的計(jì)算M10.5講授0自學(xué)資料112.92.9熱力學(xué)應(yīng)用--確定工藝條件熱力學(xué)應(yīng)用-自由能-溫度曲線，熱力學(xué)應(yīng)用—判斷過程可能性，熱力學(xué)應(yīng)用—復(fù)雜反應(yīng)熱效應(yīng)計(jì)算；熱力學(xué)應(yīng)用—超臨界萃取；M10.5講授0自學(xué)資料123第3章物理化學(xué)的核心內(nèi)容(二）級(jí)數(shù)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征，復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征，反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定M18講授0自學(xué)資料133.13.1宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本概念活化能，反應(yīng)級(jí)數(shù)，反應(yīng)速率方程M11講授0自學(xué)資料143.23.2濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征，幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征；鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征，反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定M11講授0自學(xué)資料153.33.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響阿累尼烏斯方程M11講授0自學(xué)資料163.43.4特殊反應(yīng)動(dòng)力學(xué)非線性反應(yīng)動(dòng)力學(xué)M11講授0自學(xué)資料173.53.5反應(yīng)動(dòng)力學(xué)應(yīng)用；應(yīng)用化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理預(yù)測(cè)阿莫西林有效期，人體抗生素注射方案的制定，原油裂解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)體系的構(gòu)建，原油熱解反應(yīng)的平行反應(yīng)體系動(dòng)力學(xué)的構(gòu)建M11討論0自學(xué)資料183.63.6分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)速率理論，微觀可逆性原理，分子的能態(tài)及態(tài)-態(tài)反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理的推測(cè)M11講授0自學(xué)資料193.73.7討論課：不同體系反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建方法，動(dòng)力學(xué)方法確定方法優(yōu)缺點(diǎn)分析，非等溫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究方法及意義，現(xiàn)代動(dòng)力學(xué)研究方法，對(duì)分子動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)M12討論0課后作業(yè)204第4章物理化學(xué)的擴(kuò)展內(nèi)容及應(yīng)用化學(xué)勢(shì)，溶液熱力學(xué)，化學(xué)平衡，相平衡M16講授、討論0/214.14.1化學(xué)勢(shì)和電化學(xué)勢(shì)化學(xué)勢(shì)，電化學(xué)勢(shì)，化學(xué)勢(shì)判據(jù)，帶電粒子在相間的傳質(zhì)方向和限度的判據(jù)M11講授0自學(xué)資料224.24.2溶液熱力學(xué)；非電解質(zhì)稀溶液的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律，理想稀溶液和理想液態(tài)混合物，稀溶液的依數(shù)性，吉布斯(Gibbs)-杜亥姆(Duhem)和杜亥姆-馬居耳(Margules)公式，二元溶液中溶劑和溶質(zhì)性質(zhì)的相關(guān)性，化學(xué)勢(shì)及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)選擇，熱力學(xué)處理實(shí)際體系的方法，活度及活度因子、滲透因子（系數(shù)）、超額函數(shù)，非理想溶液熱力學(xué)模型分析M11講授0自學(xué)資料234.34.3化學(xué)平衡化學(xué)平衡的條件，化學(xué)平衡的相關(guān)定律M11講授0自學(xué)資料244.44.4相平衡相律，單組分系統(tǒng)相圖，二組分系統(tǒng)相圖及其特征，相圖的規(guī)律性，有關(guān)相圖的基本概念，析晶路線，三組分體系相圖及應(yīng)用，相變的類型，廣義相變的概念M11講授0自學(xué)資料254.54.5討論課相變類型產(chǎn)生原因，相變的應(yīng)用M11講授0自學(xué)資料264.64.6電化學(xué)電解質(zhì)溶液理論，規(guī)定及其推論，可逆電池?zé)崃W(xué)，電極過程動(dòng)力學(xué)M11講授0自學(xué)資料275第5章多相催化動(dòng)力學(xué)催化反應(yīng)，非均相催化，吸附，非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)M16講授、討論0自學(xué)資料285.15.1催化反應(yīng)催化反應(yīng)的一般特征，催化反應(yīng)特征M10.5講授0自學(xué)資料295.25.2非均相催化反應(yīng)非均相催化反應(yīng)的基本步驟及速率控制步驟的概念M10.5講授0自學(xué)資料305.35.3吸附作用化學(xué)吸附熱與催化活性的關(guān)系，積分吸附熱與微分吸附熱，微分吸附熱、吸附活化能與覆蓋率的關(guān)系M11講授0自學(xué)資料315.45.4吸附等溫方程式郎格繆爾等溫吸附方程式，Temkin吸附等溫方程式，F(xiàn)reundlich吸附等溫方程式，BET方程——多分子層吸附理論M11講授0自學(xué)資料325.55.5吸附動(dòng)力學(xué)吸附與脫附速率的基本方程，理想吸附表面的吸附與脫附速率方程，真實(shí)吸附表面的吸附與脫附速率方程M11講授0自學(xué)資料335.65.6非均相催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基本處理方法（理想或真實(shí)表面），理想吸附表面上的催化反應(yīng)速率方程，產(chǎn)物的脫附為控制步驟的速率方程，無控制步驟的速率方程，真實(shí)吸附表面上的催化反應(yīng)速率方程M11講授、討論0自學(xué)資料345.75.7非均相催化反應(yīng)中的物理傳遞過程動(dòng)力學(xué)方程，外部傳遞對(duì)氣固相催化反應(yīng)過程的影響，外部傳遞對(duì)復(fù)雜反應(yīng)選擇性的影響，外部傳遞阻力的排除，內(nèi)部傳遞對(duì)氣固相催化反應(yīng)過程的影響，等溫條件下的內(nèi)部效率因子，內(nèi)擴(kuò)散對(duì)復(fù)合反應(yīng)選擇性的影響，內(nèi)擴(kuò)散傳遞阻力的識(shí)別，改善內(nèi)擴(kuò)散的措施，催化反應(yīng)控制階段的判斷，現(xiàn)代分析技術(shù)在多相催化動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用M11討論0自學(xué)資料356第6章非平衡態(tài)熱力學(xué)非平衡態(tài)熱力學(xué)的基本方程、基本規(guī)律，非平衡態(tài)熱力學(xué)的應(yīng)用M18講授、討論0自學(xué)資料366.16.1熱力學(xué)從平衡態(tài)向非平衡態(tài)的發(fā)展熱力學(xué)平衡態(tài)、非平衡態(tài)M11講授0自學(xué)資料376.26.2傳遞現(xiàn)象傳遞現(xiàn)象，傳遞現(xiàn)象的基本原理M11講授0自學(xué)資料386.36.3非平衡態(tài)熱力學(xué)非平衡態(tài)，非平衡態(tài)熱力學(xué)M12講授0自學(xué)資料396.46.4非平衡態(tài)熱力學(xué)的基本定理關(guān)于非平衡態(tài)熱力學(xué)過程的基本定理M12講授0自學(xué)資料406.56.5敞開體系的熱力學(xué)第二定律敞開體系的熱力學(xué)第二定律，敞開體系熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算M12講授0自學(xué)資料417第7章非線性動(dòng)力學(xué)化學(xué)振蕩，化學(xué)混沌，Turing結(jié)構(gòu)，化學(xué)波M14講授0自學(xué)資料427.17.1非線性化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容化學(xué)振蕩，化學(xué)混沌，Turing結(jié)構(gòu)，化學(xué)波M11講授0自學(xué)資料437.27.2化學(xué)振蕩化學(xué)振蕩現(xiàn)象，化學(xué)振蕩發(fā)生的原因，化學(xué)振蕩的應(yīng)用M10.5講授0自學(xué)資料447.37.3化學(xué)混沌化學(xué)混沌的定義，化學(xué)混沌的基本定律M10.5講授0自學(xué)資料457.47.4Turing結(jié)構(gòu)Turing結(jié)構(gòu)的特征M10.5講授0自學(xué)資料467.57.5化學(xué)波化學(xué)波的概念，化學(xué)波產(chǎn)生的原因M10.5講授0自學(xué)資料477.67.6耗散結(jié)構(gòu)耗散結(jié)構(gòu)的特征，耗散結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原因，耗散結(jié)構(gòu)舉例M11講授0自學(xué)資料488第8章物理化學(xué)研究進(jìn)展講座關(guān)于物理化學(xué)原理與應(yīng)用M14講授、討論0/498.1開設(shè)2-3個(gè)專題講座，可請(qǐng)相關(guān)教師做講座微乳液的形成機(jī)理，熱分析技術(shù)及其應(yīng)用，超分子化學(xué)研究進(jìn)展，石油膠體體系的形成、穩(wěn)定及其對(duì)石油開采、石油加工的影響，超臨界流體萃取技術(shù)M14講授、討論0/四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1作業(yè)1.每章布置2-3道題目。2.成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能。20%2討論就特定的專題展開討論。20%3小論文就特定的專題進(jìn)行查閱資料，寫出論文。20%4期末考試1.成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)物化知識(shí)的掌握能力，綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力。40%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1小論文20%A-清楚物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的原理，能夠結(jié)合實(shí)際案例做出理論分析B-對(duì)于物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的原理比較清楚，并能夠結(jié)合實(shí)際案例做出比較合理的理論分析C-對(duì)于物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理比較清楚D-對(duì)于物理化學(xué)在科學(xué)、工程等領(lǐng)域的應(yīng)用原理不清楚2M1作業(yè)20%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路清晰、步驟完整、作答規(guī)范、答案準(zhǔn)確、書寫工整B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路清晰、作答規(guī)范、步驟完整、答案準(zhǔn)確C-按時(shí)完成，解題思路比較清晰、作答比較規(guī)范、步驟比較完整、答案準(zhǔn)確D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，解題思路混亂3M1討論20%A-能夠就相關(guān)問題進(jìn)行清晰的解釋，掌握其中的基本原理B-能夠就相關(guān)問題進(jìn)行清晰的解釋，了解其中的基本原理C-能夠就相關(guān)問題進(jìn)行比較清晰的解釋D-對(duì)相關(guān)問題涉及的原理不清楚評(píng)分等級(jí)說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59