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1、物理化学课程教学大纲适用专业: 中药学 院系部: 药学院 教研室: 化学教研室 制定人: 刘靖丽 审核人: 张 拴 系主任签字: 陕西中医学院教务处制2014年3月28日物理化学课程教学大纲总 学 时：64 理论：44 实验: 20 见习：学 分：3.5课程类别：基础必修课适用专业：中药学先修课程：高等数学、大学物理、无机化学、有机化学、分析化学前言物理化学是中药学专业及相关专业的一门基础必修课。它是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化规律的一门科学。中药、中药制药以及制药工程专业的学生在继高等数学、大学物理、无机化学、有机化学和分析化学之后来学习本门课程，通过课堂讲授、学生自习
2、、学科前沿介绍、习题课、讨论课、计算机辅助教学、考试等教学环节达到本课程的教学目的，为以后学习中药化学、药剂学、炮制学和中药鉴定等专业课程以及将来从事药物研发工作奠定良好的化学理论基础。物理化学的内容十分广泛。根据本专业对本课程的要求，系统和重点相结合，选定化学热力学、相平衡、化学动力学、表面现象、溶胶、大分子溶液等作为讲课和实验的基本内容。化学热力学主要讲述热力学第一定律、热力学第二定律及其在气体的简单P、V、T变化，相变化和化学反应中的应用等；相平衡主要讲述吉布斯相律的应用，单组分系统和二组分系统相图的绘制、分析及其运用；化学动力学主要讲述简单级数反应的动力学方程推导和特征，温度对反应速率
3、的影响（阿累尼乌斯公式），催化作用及光化学反应基础等；表面现象主要讲述表面吉布斯自由能，铺展与润湿，弯曲液面的附加压力，高分散度对蒸气压、熔点和溶解度的影响，溶液表面的吸附和表面活性剂等；溶胶主要讲述溶胶的特征、制备、净化及其动力学、光学和电学性质；大分子溶液主要讲述大分子化合物的结构特征，摩尔质量，溶解规律，大分子溶液对溶胶的作用、黏度以及蛋白质电解质溶液等。本课程的实验内容包括验证物理化学原理和理论，培养物理化学实验技术等。实验的目的是巩固、加深对物理化学原理的理解，训练仪器的操作技能，以及培养观察现象、正确记录、处理数据和分析问题的独立工作能力，使物理化学的理论与技术更好地应用于药学实践
4、。同时注意培养学生认真严谨的科学态度，勤于动手，善于思考的科学研究能力。在教学过程中，要注意贯彻辩证唯物主义观点和理论联系实际的原则，运用启发式、讨论式、问题式和直观式教学等方法，使学生在初步掌握物理化学基本理论的同时，能主动学习，使学生自觉接受新信息, 新思路的科学素养以及逻辑思维能力、表达能力、计算能力以及分析和解决实际问题能力均得到提高。要求适当结合中医、中药方面的实际事例进行讲授，并能针对性地反映本门学科的现代发展和最新成果。根据教学计划，本课程共64学时，其中理论课44学时，实验20学时根据本院实际情况，安排一次实验讲座和4个项目的实验。基本教材：刘幸平主编.物理化学：中国中医药出版
5、社，2012.7。实验教材：陈振江、程世贤主编.物理化学实验：中国中医药出版社，2012.7。考试方式：100分钟闭卷考试。以下带*部分为自学内容，带*部分为课堂讨论内容，带*部分为阅读内容（不作要求）。二、 教学内容及要求绪 论目的要求1、掌握理想气体状态方程。2、熟悉混合理想气体定律。3、了解物理化学的任务和内容及其在医药学中的地位和作用。教学内容1、物理化学的任务和内容。 2、物理化学的研究方法。3、物理化学课程的学习方法。4、物理化学在医药学中的应用。5、气体：理想气体状态方程式（波意耳定律，盖吕萨克定律，阿伏加德罗定律），混合理想气体定律（道尔顿定律与阿玛格定律）。6、实际气体*：范
6、德华方程式。教学重点与难点教学重点：物理化学的任务和内容。教学难点：理想气体状态方程式，混合理想气体定律。教学方法课堂讲授、多媒辅助教学、讨论计划学时2.0能力培养目标通过本单元的教学，初步培养学生对物理化学的学习兴趣和爱好，逐步培养同学们的抽象思维和逻辑思维能力。第一章 热力学第一定律和热化学目的要求1、掌握热力学基本概念，热力学第一定律，内能、焓两个状态函数，并能进行计算。2、熟悉理想气体简单状态变化过程热效应和体积功的计算。3、理解内能和焓的物理意义及理想气体内能和焓的特征。4、了解反应热与温度的关系-基尔霍夫定律。教学内容1、热力学概论：热力学的研究对象、内容、方法、局限性、作用及发展
7、。2、热力学基本概念：体系和环境，广度性质和强度性质，状态和状态函数，过程和途径，热和功。3、热力学第一定律：经验叙述，热力学能（内能），热力学第一定律的数学式。4、可逆过程：功与过程（定外压膨胀、多次定外压膨胀，准静态膨胀和准静态压缩过程等），可逆过程及其特点。5、焓：定容热，定压热。6、热容：热容的概念，定容热容，定压热容，热容与温度的关系*。7、热力学第一定律对理想气体的应用：焦耳实验，Cp和Cv的关系，理想气体的定温过程和绝热过程。8、化学反应的热效应：定容反应热和定压反应热，热化学方程式和盖斯定律。9、几种热效应：生成热、燃烧热、溶解热*。10、反应热与温度的关系基尔霍夫定律。教学重
8、点与难点教学重点：热力学第一定律及其对理想气体的应用。教学难点：状态函数及其数学特征，可逆过程、功和热的计算。教学方法采用课堂讲授、多媒体影视课件辅助、讨论相结合的方法进行教学。计划学时8.0能力培养目标通过本单元的教学，使学生初步具有分析问题、解决问题的技能，逐步培养同学们的逻辑思维能力和计算能力。第二章 热力学第二定律目的要求1、了解卡诺循环和卡诺定理以及在第二定律建立过程中的作用，理解自发过程的概念及意义。2、熟悉热力学第二定律的经验叙述，掌握克劳修斯不等式及熵增原理和熵判据。 3、掌握亥姆霍兹函数和吉布斯函数作为过程自发进行方向和限度判据的条件及F和G的计算方法。4、了解偏摩尔量与化学
9、势的定义及物理意义。教学内容1、热力学第二定律:自发过程的共同特征，第二定律的经验叙述。2、卡诺循环与卡诺定理：卡诺循环，卡诺定理。3、熵的概念熵与熵增原理：可逆循环过程与可逆过程的热温商，不可逆循环过程与不可逆过程的热温商，熵增原理。4、熵变的计算：理想气体定温过程的熵变，变温过程的熵变，P、V、T均变化过程的熵变，相变过程的熵变，理想气体混合过程的熵变，摩尔熵的计算。5、热力学第二定律的本质熵的统计意义。6、亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能：亥姆霍兹自由能，吉布斯自由能，G的计算（理想气体的定温过程，相变过程和化学反应）。7、热力学状态函数之间的关系：热力学基本关系式，麦克斯韦关系式。8、偏摩
10、尔量与化学势：偏摩尔量，化学势（化学势的定义，化学势判据及其应用，气体的化学势，溶液中各组分的化学势）。9、化学势在稀溶液中的应用*：蒸气压下降，沸点升高，凝固点降低，渗透压。10、化学平衡：化学反应的方向和平衡条件，化学反应等温方程，多相反应的化学平衡，反应的标准摩尔吉布斯自由能变及平衡常数的计算。教学重点与难点教学重点：克劳修斯不等式；熵增原理和熵判据；亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能判据；S、F和G的计算方法；化学势的定义、判据及其应用。教学难点：熵函数的导出、熵判据的条件及结论；亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据的应用条件及结论；化学势的概念及表示方法。教学方法采用课堂讲授、多媒体影视课件辅
11、助、讨论相结合的方法进行教学。计划学时12.0能力培养目标通过本章的学习，使学生初步具有理论联系实际的能力，进一步提高同学们的从实践到理论再到实践的认知能力。第三章 相平衡目的要求1、理解相、自由度、独立组分数的概念及定义。2、掌握：相律，分析相图；克拉贝龙克劳修斯方程的意义及特鲁顿规则，并能应用公式进行计算。3、熟悉分馏：水蒸汽蒸馏的基本原理，分配定律几种应用。教学内容1、基本概念：相数，独立组分数，自由度，相律。2、单组分体系：水的相图、克拉贝龙克劳修斯方程的推导和计算。3、二组分气-液平衡系统：完全互溶理想溶液的P-X图、T-X图，完全互溶非理想溶液的P-X图、T-X图，精馏原理，水蒸气
12、蒸馏。4、二组分液-液平衡系统：具有最高临界溶解温度的系统，具有最低临界溶解温度的系统，同时具有最高、最低临界溶解温度的系统。5、二组分液固平衡系统：生成简单低共熔混合物的系统（热分析法），形成化合物的二组分系统相图（形成稳定化合物的相图，形成不稳定化合物的相图），二组分系统部分互溶的固熔体相图。6、三组分系统*：三组分系统组成表示法，部分互溶的三液体系统。7、分配定律及应用*：分配定律，萃取。教学重点与难点教学重点：基本概念，水的相图，克拉贝龙克劳修斯方程，二组分气液平衡系统。教学难点：完全互溶理想溶液的P-X图、T-X图，完全互溶非理想溶液的P-X图、T-X图，精馏原理，生成简单低共熔混合
13、物的系统（热分析法）。教学方法采用课堂讲授、多媒体影视课件辅助、讨论相结合的方法进行教学。计划学时8.0能力培养目标通过本章的学习，使学生初步具有分析简单相图的技能，进一步提高同学们的综合分析能力和独立思考的能力。第四章 电化学*目的要求1、掌握电导的概念及应用。 2、熟悉离子的迁移现象及迁移数。3、了解溶液的导电机理。4、了解电池的电动势的有关内容及电动势测定的应用。教学内容1、电解质溶液的导电性：电解质溶液的导电机理，法拉第定律。2、离子的电迁移和迁移数：离子的电迁移现象，离子的迁移数。3、电解质溶液的电导：电导率与摩尔电导率，电解质溶液的电导测定，电导率、摩尔电导率与浓度的关系，离子独立
14、移动定律和离子的摩尔电导率。4、电导测定的应用：水的纯度测定，弱电解质的电离度及电离常数的测定，难溶盐的溶解度（或溶度积）的测定，电导滴定。5、可逆电池热力学：可逆电池，可逆电池的热力学。6、生物电化学。教学重点与难点教学重点：可逆电池热力学教学方法采用学生自学、讨论、多媒体课件辅助相结合的方法。计划学时8.0能力培养目标本章学生通过自学和相互讨论，使学生初步具有自学的能力和相互学习的能力，逐步提高和培养学生的独立思考能力。第五章 化学动力学目的要求1、掌握基元反应的动力学方程及其特征，阿累尼乌斯公式的意义及其计算。2、熟悉溶剂、催化剂等因素对反映速度的影响和反应级数的测定方法。3、熟悉催化作
15、用及酶催化反应的基本特征。4、了解反应机理的含义，光化学反应的基础。教学内容1、基本概念：化学反应速率的表示方法，反应机理的含义，质量作用定律（反应级数和反应分子数，基元反应，简单反应，复杂反应）。2、浓度对反应速率的影响：一级、二级、零级反应的动力学方程的推导、特征和应用。3、反应级数的测定：积分法（尝试法、图解法、半衰期法）和微分法。4、几种典型的复杂反应*：可逆反应，平行反应，连续反应。5、温度对反应速率的影响：范特霍夫规则，阿累尼乌斯公式和各种表示形式及其计算，活化能的概念，活化能与反应热的关系，药物贮存期预测*。6、反应速率理论：碰撞理论，过渡态理论。7、溶剂对反应速率的影响：溶剂化
16、和溶剂极性，溶剂的介电常数，离子强度对反应速率的影响。8、催化作用：催化作用的基本特征，酸碱催化*，酶催化。9、光化学反应*：光化反应的特点，光化学定律，量子效率。教学重点与难点教学重点：基本概念，一级、二级、零级反应的动力学方程推导、特征；阿累尼乌斯公式和各种表示形式及其计算。教学难点：反应速率理论，溶剂对反应速率的影响。教学方法采用课堂讲授、多媒体影视课件辅助、讨论相结合的方法进行教学。计划学时8.0能力培养目标通过本章的学习，使学生初步具有推导动力学方程的技能，利用现代数学建模原理进行化学模拟的技能，逐步提高和培养学生的推演计算能力、逻辑思维和抽象思维能力。第六章 表面现象目的要求1、掌
17、握表面活性的概念，高分散度对液体饱和蒸汽压，对晶体溶解度的影响。2、熟悉吉布斯吸附等温式、弗劳因特立希经验式及计算朗格茂吸附等温式及其计算。3、了解表面能的物理意义，研究表面现象的热力学准则，粉体的性质。教学内容1、比表面和表面吉布斯自由能：比表面，比表面吉布斯自由能，表面张力，影响表面张力的因素。2、铺展与润湿：液体的铺展、固体的湿润。 3、高分散度对物理性质的影响：弯曲液面的附加压力拉普拉斯方程，高分散度对蒸气压、熔点、溶解度的影响，介稳状态（过饱和蒸气、过热液体、过冷液体、过饱和溶液）。4、溶液表面的吸附：溶液表面的吸附现象，吉布斯吸附等温式及其应用。5、表面活性剂：分类、HLB值，表面
18、活性剂的作用（增容作用、乳化作用、发泡与消泡、助磨作用等）。6、固气表面上的吸附：物理吸附和化学吸附，固气表面吸附等温线，弗劳因特立希经验式，朗格茂吸附等温式，BET吸附等温式*。7、固-液界面上的吸附：分子吸附、离子吸附、固体吸附剂。8、粉体的性质*：。粉体的比表面、微粒数、密度等。教学重点与难点教学重点：比表面吉布斯自由能（表面张力）；弯曲液面的附加压力拉普拉斯方程；吉布斯吸附等温式，表面活性剂。教学难点：弯曲液面的附加压力，高分散度对蒸气压、熔点、溶解度的影响；介稳状态。教学方法采用课堂讲授、多媒体影视课件辅助、讨论相结合的方法进行教学。计划学时8.0能力培养目标通过本章的学习，使学生初
19、步具有表达问题、解释问题的技能，逐步提高和培养学生的逻辑思维和抽象思维能力。第七章 溶胶目的要求1、掌握溶胶的电学性质，溶胶体系的稳定性。2、熟悉溶胶的光学性质，动力学性质。3、了解溶胶的制备途径和净化方法。教学内容1、分散系：分散系的分类，胶体分散系的类型及基本特征。2、溶胶的制备与净化：分散法，凝聚法、溶胶的净化（渗析法和超过滤法）。3、溶胶的光学性质：丁达尔效应和光的散射，超显微镜测定胶体粒子的大小。4、溶胶的动力学性质：布朗运动，扩散和渗透压，沉降和沉降平衡。5、溶胶的电学性质：电动现象（电泳、电渗、流动电势和沉降电势），溶胶粒子的带电原因，双电层理论，电泳测定，胶团的结构。6、溶胶的
20、稳定性和聚结：溶胶的稳定性，电解质对溶胶的聚沉作用，其他因素对溶胶凝结的影响*。教学重点与难点教学重点：溶胶的光学性质，动力学性质和电学性质。教学难点：溶胶的稳定性和聚结。 教学方法采用课堂讲授、多媒体影视课件辅助、讨论相结合的方法进行教学。计划学时4.0能力培养目标通过本单元的教学，使学生初步具有提出问题、思考问题、解决问题的技能，逐步培养同学们独立的科学思维能力。第八章 大分子溶液目的要求1、掌握大分子电解质溶液的电化学性质，大分子溶液的黏度。2、熟悉大分子溶液的基本性质，柔韧性、反常渗透压的原因。3、了解大分子溶液对溶胶的保护作用，蛋白质溶液的相互作用，凝胶的性质，流变性。教学内容1、大
21、分子化合物：大分子化合物的结构特征，大分子化合物的相对摩尔质量。2、大分子溶液：基本性质，大分子化合物的溶解规律，大分子溶液对溶胶的敏化作用和保护作用，大分子溶液的渗透压，大分子溶液的黏度，流变性简介*。3、大分子电解质溶液：大分子电解质的意义和分类，电学性质，蛋白质水溶液的电泳，大分子电解质溶液的稳定性，大分子电解质溶液的黏度，唐南平衡与渗透压。4、凝胶*：凝胶的制备，分类，胶凝作用和影响因素，凝胶的溶胀和影响因素，离浆和触变。教学重点与难点教学重点：大分子化合物的结构溶解规律，大分子溶液的黏度，蛋白质水溶液的电泳。教学难点：大分子化合物的相对摩尔质量，唐南平衡与渗透压。教学方法采用课堂讲授
22、、多媒体影视课件辅助、讨论相结合的方法进行教学。计划学时4.0能力培养目标通过本单元的教学，使学生初步具有相互学习和讨论的技能，逐步培养同学们的理论联系实际的能力。 物理化学实验物理化学实验是以数据测量为主要内容，以通过对实验数据的科学处理为手段来研究物质的物理、化学性质及其化学反应规律的一门科学。它是继无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验之后的一门综合基础化学实验。其目的是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，熟悉物理实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，从而加深对物理化学基本理论的理解，
23、增强解决实际化学问题的能力。同时注重培养学生实事求是的科学态度，严密细致的实验作风，相互协作的团队精神，为学习后续课程、参加实际工作和开展科学研究打下良好的基础。实验采取讲授、演示与指导相结合的教学方法，以学生独立动手操作为主。实验前老师简要讲授实验的原理和实验过程的重点、难点及注意事项，并对关键性操作技能进行示范，实验由学生独立完成，老师在实验过程中进行操作规范指导。同时，教师坚持集体预做和集体备课制度。实验指导书: 陈振江、程世贤主编：物理化学实验：中国中医药出版社，2012.7。实验总学时数：20学时实验项目数： 4+一次实验讲座。考核方式及评分办法：平时考核、技能考核与能力评价相结合。
24、平时考查占50，实验考核占30，能力评价占20。每个实验的评分包括：预习报告10%，实际操作40%，结果20%，总结报告30%。实验成绩实行百分制。实验一 蔗糖转化速度常数的测定实验目的1、测定蔗糖的转化速度常数和半衰期。2、了解反应物浓度与旋光度之间的关系3、了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确操作技术。实验内容1、 旋光仪的正确操作。2、 蔗糖溶液的配制。实验二 最大气泡法测定溶液的表面张力实验目的1、测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和溶质分子的横截面积。2、了解表面张力的性质、比表面吉布斯函数的意义以及表面张力和吸附的关系3、掌握用最大气泡法测定表面张力的原理和技术。实
25、验内容1、 不同浓度乙醇溶液的配制。2、 最大气泡仪的使用。3、 阿贝折光仪的正确操作。实验三 固液界面上的吸附实验目的1、测定活性炭在醋酸溶液中的吸附，验证弗伦特立希（Freundlich）吸附等温式对此系统的适用性。2、做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温线，求出Freundlich等温式中的经验常数。3、了解固体吸附剂在溶液中的吸附特点。实验内容1、 不同浓度醋酸溶液的配制，振荡器的使用。2、 NaOH标定吸附平衡的醋酸溶液。实验四 黏度法测定高聚物摩尔质量实验目的1、 掌握用毛细管黏度计测定高分子溶液黏度的原理和方法。2、 测定高聚物的黏均摩尔质量。实验内容1、恒温槽的使用及实验装
26、置的组装。2、乌氏黏度计的使用，洗涤和干燥。教学时数分配表序号教学内容理论讲授见习实验讨论1绪论2.04.02第一章 热力学第一定律和热化学8.03第二章 热力学第二定律8.04第三章 相平衡6.05第四章 电化学自学6第五章 化学动力学 6.04.07第六章 表面现象8.08.08第七章 溶胶4.09第八章 大分子溶液2.04.0合计44.020.0 将现行教学计划规定的学时分配到教材的各章节，注意与上述教学内容各章节的计划学时数一致。教学参考书目1、傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华编.物理化学（第五版-上下册），高等教育出版社，2006.12、孙德坤，沈文霞，姚天扬，侯文华编.物理化学学习指
27、导, 高等教育出版社, 2007.33、沈文霞主编.物理化学核心教程（第二版），科学出版社，2012.14、沈文霞，淳远，王喜章编. 物理化学核心教程学习指导，科学出版社，2009.95、刘幸平编.物理化学习题集（第三版），中国中医药出版社，2013.26、侯文华，淳远，姚天扬编.物理化学习题集，高等教育出版社, 2009.97、胡英主编，吕瑞东，刘国杰，黑恩成编.物理化学第五版，高等教育出版社, 2011.128、黑恩成，史济斌，彭昌军，蔡均，孙瑛编.物理化学教学与学习指南，高等教育出版社, 2010.6使用说明 1、本大纲仅供中药学专业使用。2、本课程的学习将为后续课程如制剂学等课程相衔接。