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1 包头师范学院 教 案 013~014 学年第 1 学期 院系化学学院 系 ( 教研室 ) 化学 ( 物理化学 ) 包头师范学院教务处制 二 一三年八月

2 课程名称课程类别任课教师授课对象 教案 ( 首页 ) 物理化学 ( 二 ) 总计 :54 学时 专业必修课 学分 3 讲课 :54 学时 实验 : 学时 赵军 职称 教授 上机 : 学时 专业班级 : 化学 011 级本科班 共 1 个班 基本教材和主 要参考资料 教材 : 印永嘉等编. 物理化学简明教程 ( 第四版 ). 北京 : 高等教育出版社,007 参考书 : [1] 印永嘉等编. 物理化学简明教程例题与习题 ( 第二版 ). 北京 : 高等教育出版社,009 [] 傅献彩等编. 物理化学 ( 第五版 ). 北京 : 高等教育出版社,005 [3] 朱传征编. 物理化学习题精解. 北京 : 科学出版社,001 [4] 陈亚芍编. 物理化学导学. 北京 : 科学出版社,006 [5] 孙德坤等编. 物理化学学习指导. 南京 : 高等教育出版社,007 教学目的 教学重点 和要求 及难点 目的 : 使学生在已学过的一些先行课的基础上, 运用物理和数学的有关理论和方法进一步研究化学运动形式的普遍规律, 以增强分析问题和解决问题的能力, 为后续专业理论和技术课程的学习打下良好的基础 要求 : 本课程要着重于基本概念 基本理论和重要计算方法的讲授 讲授中重点讲清经典热力学 唯象动力学 电化学 表面化学和胶体化学等, 适当增加非平衡态热力学 微观反应动力学和光化学等内容 掌握可逆电池热力学的基本原理和不可逆电极过程的一些情况 ; 掌握化学动力学的基本内容 ; 了解表面现象和胶体分散体系的基本特性 习题课及课外作业等教学形式是学生巩固和深化知识 培养他们分析问题和解决问题能力的重要环节, 亦应重视 重点 : 1. 掌握热力学的基本原理, 能够运用热力学基本原理和方法来处理电化学等方面的一些问题. 掌握化学动力学的基本内容, 能运用化学动力学的基本原理和方法来讨论化学反应速率和机理问题 3. 能运用热力学及有关理论来讨论某些界面性质和现象 法拉第定律, 离子独立运动定律 电池反应与电池表示式 互译, 能斯特方程的意义及有关计算, 电池电动势与热力学函数的关系, 阴极上金属的析出规律 表面热力学及表面现象的特征, 反应速率 反应级数 基元反应和反应分子数的概念, 反应速率表示方法, 各级反应动力学方程的建立, 阿累尼乌斯经验式及其有关计算, 活化能的概念 难点 : 化学动力学方法的特点, 界面现象与胶体分散系统的一些特性, 统计热力学的有关知识及一些数学推导等 注 : 课程类别 : 公共基础课 专业基础课 专业必修课 专业选修课 集中实践环节 实验 课 公共选修课

3 课次 1 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章电化学 ( 一 ) 电解质溶液 7.1 离子的迁移 1. 掌握电化学的基本概念和法拉第电解定律. 了解迁移数的意义 重点 : 电化学的基本概念和法拉第定律 难点 : 离子的电迁移和迁移数的意义 1. 电解质溶液的导电机理. 法拉第电解定律 3. 离子迁移数 作业 :P17 习题 习题 3 多举实例来讲解有关概念 ; 从不同角度推导法拉第电解定律的数学表达式 填表说明 :1. 每项页面大小可自行添减, 一节或一次课写一份上述格式教案. 课次为授课次序, 填 1 3 等 3. 填理论课 实验课 讨论课 习题课等 4. 如 : 模型讲解 实物讲解 挂图讲解 音像讲解等

4 课次 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章电化学 7. 电解质溶液的电导 1. 明确电导率 摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系. 熟悉离子独立移动定律 1. 电导率 摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系. 奥斯特瓦尔德稀释定律 1. 电导 电导率 摩尔电导率. 电导的测定 3. 电导率 摩尔电导率与浓度的关系 4. 离子独立移动定律及离子摩尔电导率 作业 :P1 习题 4,P5 习题 7 需讲清电导 电导率和摩尔电导率的关系以及电导率与摩尔电导率的区别 填表说明 :1. 每项页面大小可自行添减, 一节或一次课写一份上述格式教案. 课次为授课次序, 填 1 3 等 3. 填理论课 实验课 讨论课 习题课等 4. 如 : 模型讲解 实物讲解 挂图讲解 音像讲解等

5 课次 3 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章电化学 7.3 电导测定的应用示例 1. 利用电导求算弱电解质的电离度 α 和电离平衡常数. 利用电导求算微溶盐的溶解度和溶度积 电导测定的一些应用 1. 求算弱电解质的电离度 α 及电离平衡常数. 求算微溶盐的溶解度和溶度积 3. 电导滴定 作业 :P7 习题 8 习题 9 多举例题来讲解有关概念及其应用 填表说明 :1. 每项页面大小可自行添减, 一节或一次课写一份上述格式教案. 课次为授课次序, 填 1 3 等 3. 填理论课 实验课 讨论课 习题课等 4. 如 : 模型讲解 实物讲解 挂图讲解 音像讲解等

6 课次 4 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章电化学 7.4 强电解质的活度和活度系数* 7.5 强电解质溶液理论简介 1. 弄清楚电解质的离子平均活度 平均活度系数的意义及计算方法. 了解强电解质溶液理论的基本内容 ( 主要是离子氛的概念 ) 及适用范围, 并会计算离子强度及使用德拜-休克尔极限公式 重点 : 电解质的离子平均活度 平均活度系数的意义及计算方法 难点 :1. 离子氛的概念 ; 强电解质溶液的离子互吸理论. 离子强度及德拜-休克尔极限公式 7.4 强电解质的活度和活度系数 1. 溶液中离子的活度和活度系数. 影响离子平均活度系数的因素* 7.5 强电解质溶液理论简介 1. 离子氛模型及德拜-休克尔极限公式. 不对称离子氛及德拜-休克尔-昂萨格电导理论 阅读和讲解相结合 作业 :P30-31 习题 16 习题 17 本节课内容理论性较强, 应讲授和自学相结合进行教学

7 课次 5 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章 电化学 ( 二 ) 可逆电池电动势 7.6 可逆电池 1. 了解可逆电池的概念, 掌握电池图式的表示方法 ;. 掌握形成可逆电池的必要条件 可逆电极的类型 ; 3. 对于给定电池能熟练 正确地书写电极反应和电池反应 ; 4. 能根据简单的化学反应来设计电池 1. 形成可逆电池的条件, 可逆电极的类型. 可逆电池电池反应与电池表示式的 互译 1. 可逆电池必须具备的条件. 可逆电级的种类 3. 电池电动势的测定 4. 电池表示式 5. 电池表示式与电池反应的 互译 讲练相结合 作业 :P4 习题 1 习题 习题 3 多讲例题, 使学生熟练掌握可逆电池电池反应与电池表示式 互译 的规律

8 课次 6 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章 电化学 7.7 可逆电池热力学 1. 掌握可逆电池电动势与浓度的关系, 能计算电池的电动势. 明确温度对电动势的影响, 会利用电化学测定的数据计算 ΔrHm 和 ΔrSm 等热力学函数的变化值 重点 :1. 电池反应的能斯特方程的意义及有关计算. 电池电动势与热力学函数的关系 难点 : 电池反应的能斯特方程的意义及有关计算 1. 可逆电池电动势与浓度的关系. 电动势 E 及其温度系数与电池反应热力学量的关系 3. 离子的热力学量 讲练结合 作业 :P48 习题 4 习题 7 习题 8 习题 3 需强调 Qr 与 ΔrHm 的区别和联系

9 课次 7 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章电化学 7.8 电极电势 1. 了解电动势产生的机理 ;. 熟悉标准电极 参比电极 标准电极电势 ; 3. 掌握电极电势的意义及符号规定 1. 电池电动势产生的机理. 电极电势的意义及符号规定 1. 电池电动势产生的机理. 电极电势 讲练结合 作业 :P55 习题 36 习题 37 习题 38 多讲例题, 加强重点内容的理解

10 课次 8 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章 电化学 7.9 由电极电势计算电池电动势 7.10 电极电势及电池电动势的应用 1. 了解原电池的分类, 了解浓差电池的特性及其电动势的计算 ;. 掌握从电极电势计算电池电动势的方法 ; 3. 掌握电极电势和电池电动势的应用 重点 : 电极电势和电池电动势的应用难点 : ph 值的测定 7.9 由电极电势计算电池电动势 1. 单液化学电池. 双液化学电池 3. 单液浓差电池 4. 双液浓差电池 5. 双联浓差电池 7.10 电极电势及电池电动势的应用 1. 判断反应趋势. 求化学反应的平衡常数 3. 求微溶盐活度积 4. 求离子平均活度系数 5. ph 的测定 6. 电势滴定 讲练结合 作业 :P59 习题 40,P63-65 习题 多讲例题, 加强重点内容的理解

11 课次 9 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章 电化学 ( 三 ) 不可逆电极过程 7.11 电极的极化 1. 了解电极极化和产生极化的原因 ;. 了解分解电压的意义 重点 :1. 分解电压 析出电势的计算 ;. 浓差极化和电化学极化 难点 : 电极的极化和过电势 1. 不可逆条件下的电极电势. 电极极化的原因 3. 过电势的测量 阅读教材, 预习 电解时的电极反应 本节课内容较抽象, 应结合投影补充相关内容详细分析极化产生的原因 填表说明 :1. 每项页面大小可自行添减, 一节或一次课写一份上述格式教案. 课次为授课次序, 填 1 3 等 3. 填理论课 实验课 讨论课 习题课等 4. 如 : 模型讲解 实物讲解 挂图讲解 音像讲解等

12 课次 10 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章电化学 7.1 电解时的电极反应 掌握电解时的电极反应 能计算简单的电解分离问题 重点 : 阴极上金属的析出规律 难点 : 析出电势的求算 1. 阴极反应. 阳极反应 作业 :P75 习题 应结合例题进行相关内容的讲解

13 课次 11 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第七章电化学 7.13 金属的腐蚀与防护 * 7.14 化学电源简介 ( 自学 ) 了解金属的电化学腐蚀原理与防腐, 了解金属钝化现象 电化学腐蚀原理与防腐 1. 金属的腐蚀. 金属的钝化 3. 金属腐蚀的防护 作业 :P75 习题 6 应结合生活实际进行相关内容的讲解

14 课次 1 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第九章 9.1 引言 化学动力学基本原理 9. 反应速率和速率方程 1. 掌握基元反应和非基元反应的有关概念 ;. 掌握反应级数 反应分子数和反应的速率常数等概念 重点 : 1. 基元反应和基元反应的质量作用定律 ;. 反应的速率方程 ; 3. 反应的级数 反应分子数和反应的速率常数 难点 : 反应级数与反应分子数的区别 1. 化学动力学的任务和目的. 化学动力学发展简史 3. 反应机理的概念 4. 反应速率的表示法 5. 反应速率的实验测定 6. 反应速率的经验表达式 7. 反应级数 8. 质量作用定律 9. 速率常数 作业 :P334 习题 1 本节概念较多, 应多举实例讲清各概念之间的区别

15 课次 13 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第九章化学动力学基本原理 9.3 简单级数反应的动力学规律 1. 掌握具有简单级数的反应如一级 二级反应的速率方程及其特点, 能熟练地利用速率方程计算速率常数 半衰期等 重点 : 简单级数 ( 一级 二级 ) 反应的速率公式 特点及有关计算 难点 : 三级反应的速率公式 特点及有关计算 9.3 简单级数反应的动力学规律 1. 一级反应. 二级反应 3. 三级反应和零级反应 讲练结合 作业 :P 习题 本节内容涉及到数学中有关积分 微分的知识和运算, 应结合学生的具体情况复习相关数学知识

16 课次 14 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第九章化学动力学基本原理 9.4 反应级数的测定 了解从实验数据确定反应级数和反应速率系数 ( 或常数 ) 的方法 反应级数的求算 9.4 反应级数的测定 1. 积分法. 微分法 讲练结合 6. 孤立法和过量浓度法 作业 : P348 习题 本节内容涉及到数学中有关积分 微分的知识和运算, 应结合学生的具体情况复习相关数学知识

17 课次 15 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第九章化学动力学基本原理 9.5 温度对反应速率的影响 掌握温度 表观活化能 (Ea) 对反应速率的影响 重点 : 阿累尼乌斯经验式及其有关计算, 活化能及表观活化能的概念 难点 : 实验活化能的概念 1. 阿累尼乌斯经验公式. 活化能的概念及其实验测定 3. 阿累尼乌斯公式的一些应用 作业 :P 习题 本节内容仍涉及到数学中有关积分的知识和运算, 应结合学生的具体情况复习相关数学知识 填表说明 :1. 每项页面大小可自行添减, 一节或一次课写一份上述格式教案. 课次为授课次序, 填 1 3 等 3. 填理论课 实验课 讨论课 习题课等 4. 如 : 模型讲解 实物讲解 挂图讲解 音像讲解等

18 课次 16 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第九章化学动力学基本原理 9.6 双分子反应的简单碰撞理论 了解化学反应动力学的碰撞的基本内容, 会计算一些简单基元反应速率常数, 并弄清几个能量的不同物理意义及相互关系 重点 :1. 碰撞理论的优缺点 ;. 实验活化能 反应阈能的含义及其关系 难点 :1. 速率常数 k 的计算 ;. 反应阈 / 能的概念 1. 碰撞数 Z 的求算. 有效碰撞分数 q 的计算 3. 速率常数 k 的计算 4. 简单碰撞理论的成功与失败 结合图示和模型进行讲解 作业 :P361 习题 8 本部分从微观的角度讨论了碰撞理论的有关理论知识, 内容比较抽象, 应在教学中注意培养学生的逻辑分析能力

19 课次 17 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第九章化学动力学基本原理 9.7 基元反应的过渡态理论大意 了解化学反应动力学的过渡态理论的基本内容, 会计算一些简单基元反应速率常数, 并弄清几个能量的不同物理意义及相互关系 重点 :1. 过渡态理论的优缺点 ;. 实验活化能 反应阈能和势能垒的含义及其关系 难点 :1. 过渡态理论速率常数公式的推导 ;. 实验活化能 反应阈 / 能和势能垒的概念 1. 势能面和过渡态理论中的活化能. 过渡态理论速率常数公式的建立 3. 过渡态理论速率常数的热力学表达式 4. 过渡态理论的评价 结合图示和模型进行讲解 作业 : P367 习题 30 本部分从微观的角度讨论了过渡态理论的有关知识, 内容比较抽象, 应在教学中注意培养学生的逻辑分析能力

20 课次 18 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第十章 复合反应动力学 10.1 典型复合反应动力学 对三种典型的复杂反应 ( 对峙反应 平行反应 连续反应 ) 要掌握其各自的特点并能对其中比较简单的反应写出反应速率与浓度关系的微分式 三种典型复杂反应速率公式的建立 1. 对峙反应. 平行反应 3. 连串反应 作业 :P 习题 本节内容涉及到的数学运算比较繁琐, 但只要求学生大致了解推导过程即可, 重点是让学生掌握各类典型复杂反应的特点

21 课次 19 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第十章复合反应动力学 10. 复合反应近似处理方法 1. 理解典型复合反应的动力学方程及特点. 掌握复合反应的两个近似处理方法 重点 : 稳定态近似法 难点 : 稳定态近似法 1. 稳态近似法. 平衡态近似法 作业 :P383 习题 11 1 本节内容也比较抽象, 应在教学中注意突出重点, 使学生能理解其基本要点

22 课次 0 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第十章复合反应动力学 10.3 链反应 1. 了解链反应的基本性质 重点 : 稳定态近似法 难点 : 稳定态近似法 1. 链反应的一般原理. 直链反应 3. 支链爆炸反应 作业 : P 本节内容也比较抽象, 应在教学中注意突出重点, 使学生能理解其基本要点

23 课次 1 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第十章复合反应动力学 10.4 催化反应 10.5 光化学概要 1. 了解光化学反应的特点, 掌握量子产率的计算, 会处理简单的光化学反应动力学问题 ;. 了解催化反应特别是酶催化反应的特点 催化作用的本质和常见的催化反应的类型 重点 : 光化学反应和催化反应的特征 难点 : 催化作用的本质 1. 催化反应的基本原理. 均相催化反应 3. 复相催化反应 4. 酶催化反应 5. 光化学定律 6. 量子效率和能量转换效率 7. 光化学反应 8. 光化学反应与热反应的比较 作业 : 复习复合反应动力学的全部内容, 作总结 应重点讲解光化学反应和催化反应的特点

24 课次 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第八章 ( 一 ) 表面现象 表面现象与分散系统 8.1 表面吉布斯自由能和表面张力 8. 纯液体的表面现象 ( 部分内容 ) 1. 明确表面吉布斯自由能和表面张力的概念, 了解表面张力与温度的关系 ;. 明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系, 学会使用 Young Laplace 公式 ; 重点 :1. 表面吉布斯自由能和表面张力的概念 ;. 弯曲表面的附加压力及其后果 ; 难点 :1. 表面张力的概念 ;. 弯曲表面的附加压力 ; 1. 表面吉布斯函数和表面张力. 附加压力 P35-36 思考题 1 结合模型讲解 本节内容较抽象, 应结合模型和图示进行详细讲解

25 课次 3 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第八章 ( 一 ) 表面现象 表面现象与分散系统 8. 纯液体的表面现象 8.3 气体在固体表面上的吸附 1. 了解蒸气压与曲率关系以及溶解度与颗粒大小关系的开尔文方程. 理解气体在固体表面吸附的等温方程式 ; 3. 理解气体在固体表面上吸附的等温方程式 1. 弯曲液面上的蒸汽压及利用该原理正确地揭示一些现象 ;. 接触角的概念及应用 ; 3. 明确郎缪尔吸附等温式的意义 8. 纯液体的表面现象 1. 曲率对蒸汽压的影响. 液体的润湿与铺展 3. 毛细管现象 8.3 气体在固体表面上的吸附 1. 气固吸附的一般常识. 郎缪尔单分子层吸附等温式 3. BET 多分子层吸附等温式 结合模型讲解 P35-36 思考题 本节内容较抽象, 应结合模型和图示进行详细讲解

26 课次 4 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第八章表面现象与分散系统 8.4 溶液的表面吸附 掌握溶液表面张力与溶质浓度的关系, 表面吸附现象与吉布斯吸附公式 吉布斯吸附公式 1. 溶液表面的吸附现象. 吉布斯吸附公式 3. 表面活性剂的吸附层结构 联系生活实际进行讲解 4. 表面膜 P36 思考题 讲授和讨论相结合进行教学

27 课次 5 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第八章表面现象与分散系统 8.5 表面活性剂及其作用 掌握表面活性物质的概念和结构, 了解它在溶液表面定向排列和在溶液中形成胶束的特性及降低表面自由能的情况, 了解表面活性剂的大致分类及它的几种重要作用 1. 接触角的概念及利用. 表面活性剂的性质及应用 1. 表面活性剂的吸附层结构. 表面膜 3. 表面活性剂的分类 4. 胶束和临界胶束浓度 5. 表面活性剂的作用 结合生活实例讲解 作业 : 总结表面现象部分的内容 联系实际进行教学

28 课次 6 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第八章表面现象与分散系统 ( 二 ) 分散系统 8.6 分散系统的分类 8.7 溶胶的光学及力学性质 8.8 溶胶的电性质 ( 部分内容 ) 1. 了解溶胶的动力学性质 光学性质与电性质. 了解溶胶粒子带电原因 重点 : 溶胶的动力学性质 光学和电学性质及胶团结构 难点 : 溶胶的扩散及沉降平衡原理 1. 分散系统的分类. 丁达尔效应 3. 扩散 4. 沉降与沉降平衡 5. 电动现象 6. 溶胶粒子带电的原因 作业 : 以小组为单位, 对本部分内容进行总结 本节内容应多结合生活实际进行教学

29 课次 7 理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 第八章表面现象与分散系统 8.8 溶胶的电性质 ( 部分内容 ) 8.9 溶胶的聚沉和絮凝 8.10 溶胶的制备与净化 * 8.11 高分子溶液 ( 自学 ) 1. 了解溶胶粒子胶团结构 双电层结构和电动电势的概念. 了解胶体的稳定性与聚沉作用 重点 : 胶溶的稳定性 难点 :1. 溶胶双电层的形成机理. 胶团结构的正确书写 3. 溶胶的稳定性 1. 溶胶粒子的双电层. 溶胶粒子的结构 3. 外加电解质对溶胶聚沉的影响 4. 溶胶的互相聚沉 5. 大分子化合物对溶胶稳定性的影响 6. 溶胶的制备 7. 溶胶的净化 总结本章内容, 完成课后所有思考题 自学和讲授相结合进行教学

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