02051 物理化學（二）

　　高綱1656

　　江蘇省高等教育自學考試大綱

　　02051　　物理化學(二)

　　南京醫科大學編(2017年)

　　江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室

　　一、課程性質及其設置目的與要求

　　(一)課程性質和特點

　　《物理化學》課程是我省高等自學考試藥學專業(本科段)的一門重要的專業基礎理論課。物理化學是化學科學中的一個重要學科，與無機化學、有機化學、分析化學等共同組成了化學的四大基礎課。物理化學借助數學、物理學等基礎理論，從研究物理變化和化學變化的聯系入手，用物理的方法探求化學變化的基本規律的一門科學，又稱為理論化學。

　　物理化學課程是藥學專業的一門重要的主干基礎課。物理化學可為藥物新劑型的開發提供理論指導。混懸液、乳狀液、膠體等劑型的藥物配制都需要應用表面化學和膠體的知識點。物理化學也可為藥物研究和病變檢驗提供實驗方法。人的體液均為膠體，利用膠體粒子帶電的特點，通過電泳方法可分離體液，判斷某器官是否病變等。物理化學為新藥的研發提供理論指導。化學藥物中合成路線選擇、工藝條件確定，反應速率及機制的分析，這些都需要化學熱力學及化學動力學基礎，而產品的分離和純化又需要相平衡的理論知識;相平衡中結晶、蒸餾和精餾、萃取等方法為天然有效成分的分離純化提供了很好的理論指導基礎等。

　　物理化學已滲透到藥學的各個領域，為藥的學后續課及專業需要建立必要的理論與實驗基礎。

　　本課程在內容上分為五部分：第一部分是熱力學原理和應用，主要介紹利用熱力學的理論判斷反應的方向和限度，以及相平衡的內容;第二部分是電化學基礎，主要介紹電解質溶液的導電機理和可逆電池的基礎知識;第三部分是化學動力學基礎，主要介紹化學反應的速率速率方程，以及影響速率的因素以及光化學的初步知識;第四部分是表面化學，主要介紹多相體系界面的本質、規律和應用;第五部分是膠體化學，主要介紹膠體分散系的特點和應用。

　　在有關物理量計算和表述中，應注意采用國際標準單位制(SI制)及遵循有效數字運算規則。在涉及數值的計算中應注意物理量單位的運算及傳遞。

　　(二)本課程的基本要求

　　本課程主要考察學生對物理化學基本概念、基本原理及計算方法的掌握程度。通過本課程的學習使應考者掌握從事藥學等相關工作所必須的物理化學的基本知識，基本概念及計算方法，并能用以分析和解決一些實際的化學和藥學中的問題，具備綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。

　　(三)本課程與相關課程的聯系

　　本課程的前修課程是無機化學、有機化學和分析化學，這三門課程為本課程打下了一定的知識基礎;另外，還需要一些高等數學中的微積分的知識和簡單的物理知識。

　　二、課程內容與考核目標

　　第一部分 熱力學

　　第一章 熱力學第一定律

　　一、課程內容

　　本章主要介紹了熱力學的基本概念和理論，熱力學第一定律的數學表達式，以及熱力學第一定律在理想氣體中的運用，利用第一定律解決體系變化過程中的能量轉化問題。

　　二、學習目的和要求

　　理解并掌握熱力學有關的基本概念;掌握熱力學第一定律的數學表達、應用;掌握狀態函數的特點;掌握系統的p、V、T變化、相變化和化學變化過程中計算熱、功和各種狀態函數變化值的原理和方法。在將熱力學一般關系式應用于特定系統的時候，會應用狀態方程(主要是理想氣體狀態方程)和物性數據(熱容、相變熱、蒸汽壓等)解決問題;熟悉熱化學反應的特點。

　　三、考核知識點和要求

　　1. 領會：準靜態過程與可逆過程的意義和特點

　　2. 掌握：熱力學有關的基本概念：系統與環境，系統的性質，狀態和狀態函數，過程與途徑，熱和功基本的概念和性質;熱力學能、焓、熱容的定義及其性質;熱力學第一定律的數學表達式及其意義;利用標準生成焓和標準燃燒焓計算化學反應的熱效應，赫斯定律的應用

　　3. 熟練掌握：熱力學第一定律在理想氣體簡單狀態變化、相變化和化學變化等系統中的應用;計算上述過程的Q、W、、

　　第二章 熱力學第二定律

　　一、課程內容

　　本章主要介紹了自發反應的特點，熱力學第二定律的數學和文字表達式，熵函數、亥姆霍茲能函數、吉布斯函數;通過熵判據、亥姆霍茲判據和吉布斯判據，判斷反應進行的方向。

　　二、學習目的和要求

　　理解并掌握熱力學第二定律的本質;掌握熱力學函數的相關計算;領會第三定律的基本概念和應用，掌握通過熵判據、吉布斯判據和亥姆霍茲判據，判斷反應進行的方向。

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：自發過程的共同特征，熵函數的物理意義，熱力學第二定律的表述及其意義，熱力學第三定律和規定熵

　　2.掌握：熱力學第二定律的本質;熵增加原理;克勞修斯不等式在系統變化方向和限度判 別中的應用;ΔS、ΔF，ΔG判據及其應用條件，并能熟練應用這些判據判斷過程的方向和限度

　　3.熟練掌握：物質的簡單狀態變化、相變化和化學變化各種過程的ΔS、ΔF，ΔG以及環境的ΔS的計算;并能用判據判斷過程的方向性和限度

　　第三章 多組分系統熱力學

　　一、課程內容

　　本章主要介紹了熱力學第一定律和第二定律在多組分均相系統中的應用。

　　二、學習目的和要求

　　熟悉多組分系統的組成表示方法，偏摩爾量的集合公式;掌握多組分系統的偏摩爾量和化學勢概念，了解化學勢在化學平衡和相平衡中的應用。

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：化學勢在化學平衡和相平衡中的應用;稀溶液中的Raoult定律和Herry定律

　　2.掌握：偏摩爾量和化學勢概念;偏摩爾量的集合公式，化學勢判據在相平衡和化學平衡中的應用

　　第四章 化學平衡

　　一、課程內容

　　本章主要介紹了化學平衡的特點，化學平衡常數，利用化學反應等溫式判斷反應的方向和限度;以及影響化學平衡的因素。

　　二、學習目的和要求

　　理解化學平衡的熱力學條件，掌握化學反應等溫式的意義和應用，掌握標準生成吉布斯的定義; 掌握影響化學平衡的因素。

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：化學反應的平衡條件;平衡常數的測定和表示方法

　　2.掌握：化學平衡等溫方程式，化學反應方向和限度的判斷;溫度和壓力對化學平衡的影響

　　3.熟練掌握：標準狀態下反應的吉布斯能變化和化合物的標準生成吉布斯能的定義

　　第五章 相平衡

　　一、課程內容

　　本章主要通過推導相律并結合相律討論單組分和多組分系統中一些變量間的相互關系，分析相平衡系統中，相態和溫度、壓力、組分等參數的關系。由于多相系統的變化比較復雜，系統的溫度、壓力和組分等函數間的關系不易用簡單的數學公式表示，因而常用相圖形式表示。本章的學習就是要看懂相圖，并利用相圖中的信息來為復雜的相變化過程選擇合適的條件，幫助解決在科學實驗和生產過程中的相關問題。藥物制劑的配伍變化研究是藥物研究中的重要環節，為這方面研究提供理論依據是相平衡的重要任務之一。

　　二、學習目的和要求

　　掌握相律的有關概念，熟悉、識別單組分體系和二組分體系相圖，了解運用相圖解決一些簡單的分離提純問題

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：低共熔系統相圖的意義和應用;水鹽系統的相圖及其簡單應用;三組分系統的組成表示法

　　2.掌握：杠桿規則及其在相圖中的應用，各種完全互溶雙液系統的p-x、T-x圖，恒沸系統的特點;蒸餾與精餾原理;部分互溶和完全不互溶的雙液體系的相圖;水蒸氣蒸餾的原理和應用

　　3.熟練掌握：相、組分數與自由度的概念，相律的物理意義及其在相圖中的應用;單組分體系：水的相圖、克勞修斯-克拉珀龍方程的應用及各種計算

　　第二部分 電化學

　　第六章 電化學

　　一、課程內容

　　電化學是一門研究化學能與熱力學能之間相互轉化及轉化過程所遵循的科學規律。本章主要從電解質溶液、可逆電池電動勢和電解與極化三個方面闡述電化學領域的基礎知識。

　　二、學習目的和要求

　　掌握離子在溶液中的導電行為及有關計算，原電池的書寫及能斯特方程公式的有關計算;熟悉化學反應與可逆電池的關系;了解強電解質溶液理論的基本觀點

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：法拉第定律，電解質溶液的導電機理;第一類電極﹑第二類電極﹑第三類電極;

　　電池電動勢產生機理及測定原理

　　2.掌握：電解質溶液的離子平均活度系數的概念;電導、電導率、摩爾電導率，摩爾電導 率的定義以及與濃度的關系，離子獨立運動定律;弱電解質的電離常數和電離度的計算，難溶鹽的溶解度計算;可逆電池的必須條件;標準氫電極﹑任意電極的電極電勢﹑電極電勢的能斯特方程﹑原電池電動勢的計算

　　3.熟練掌握：化學反應與電池的互譯，電池的書寫方式;電化學與熱力學函數的關系：由可逆電池電動勢計算電池反應的△rGm、△rHm、△rSm;和溫度系數

　　第三部分 化學反應動力學

　　第七章 化學動力學

　　一、課程內容

　　本章主要介紹了化學反應動力學的基本原理。化學動力學是研究濃度、壓力、溫度、輻射、催化劑、光、電等因素對反應速率的影響情況和影響規律，這些在藥物的研制和生產過程中有廣泛的應用。

　　二、學習目的和要求

　　掌握化學反應動力學的基本概念;熟練掌握簡單級數反應的速率方程，領會級數的確定方法;了解典型的復雜反應;掌握影響反應速率的因素;理解光化學反應的基本原理及在藥品貯存中的作用。

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：反應速率的表示方法及其測定;光化反應：特點、光化學定律、量子效率、藥物對光的穩定性;催化劑對反應速率的影響

　　2.掌握：基元反應、反應分子數、反應級數、反應速率常數、反應速率方程、質量作用定律等基本概念;典型的復雜反應：對峙反應、平行反應、連續反應、鏈反應

　　3.熟練掌握：簡單級數反應：一級反應、二級反應、零級反應的動力學特征及積分速率方程的運算;溫度對反應速率的影響：阿侖尼烏斯經驗公式

　　第四部分 表面化學

　　第八章 表面化學

　　一、課程內容

　　本章主要介紹多相體系中相界面的有關知識。從表面現象入手，研究表面現象的本質、規律和應用。

　　二、學習目的和要求

　　掌握表面現象中的基本概念;掌握表面活性劑的特點和應用;熟悉不同相之間的各種吸附。

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：影響表面吉布斯能的主要因素和液-液界面性質;固體表面的潤濕類型;典型的固體表面吸附等溫線

　　2.掌握：彎曲液面的性質，并解釋由彎曲液面引起的表面現象;拉普拉斯公式的應用;吉布斯吸附等溫式;固體表面吸附的基本理論及應用

　　3.熟練掌握：表面張力和表面吉布斯能的基本概念和有關計算;判斷液體鋪展的標準和鋪展系數;表面活性劑的結構特征、性質和應用

　　第五部分 膠體

　　第九章 膠體分散系統

　　一、課程內容

　　本章主要介紹了分散系統的分類，詳細介紹了膠體分散系中溶膠的各種性質和特點，以及膠體的應用。

　　二、學習目的和要求

　　掌握分散體系及其基本特性;憎液溶膠的特性和應用。

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：溶膠的制備和凈化;納米粒子的基本性質;

　　2.掌握：分散系統的分類;溶膠的丁達爾現象、布朗運動和電學性質;憎液溶膠在穩定性方面的特點;乳狀液的基本性質

　　3.熟練掌握：溶膠的基本特征;膠束(膠團)的結構;溶膠表面電荷的來源;溶膠的穩定性、聚沉作用及其影響因素

　　第十章 大分子溶液

　　一、課程內容

　　本章主要介紹了膠體分散系的另一個類別——大分子溶液的基本特性

　　二、學習目的和要求

　　掌握大分子溶液的基本特性

　　三、考核知識點和考核要求

　　1.領會：大分子溶液與溶膠的異同點

　　2.掌握：大分子的平均摩爾質量的表示方法及常用的測定方法;大分子溶液的粘度表示方法和用粘度法測定大分子的平均摩爾質量的原理

　　三、有關說明和實施要求

　　(一)關于“課程內容與考核目標”中有關提法的說明

　　在大綱的考核要求中，提出了“領會”、“掌握”和“熟練掌握”三個能力層次，它們之間是遞進等級關系，后者必須建立在前者的基礎上，它們的含義是：

　　領會：要求自學應考者能夠記憶本課程中規定的有關知識點的主要內容，并能夠領會和理解本課程中規定的有關知識點的內涵與外延，熟悉其內容要點和它們之間的區別聯系，并能根據考核的不同要求，做出正確的解釋、說明和闡述。

　　掌握：要求自學應考者應該掌握的課程中的知識點。

　　熟練掌握：要求自學應考者必須掌握的課程中的重要知識點。

　　(二)自學教材

　　本課程使用教材為：物理化學(第八版)，李三鳴主編，人民衛生出版社，2016年。

　　相關參考書：

　　《物理化學學習指導與習題集》(第3版)，李三鳴主編，人民衛生出版社

　　(三)對社會助學的要求

　　1.應熟知考試大綱對課程所提出的總的要求和各章的知識點。

　　2.應掌握各知識點要求達到的層次，并深刻理解各知識點的考核要求。

　　3.對自學應考者進行輔導時，應以指定的教材為基礎、以考試大綱為依據，不要隨意增刪內容，以免與考試大綱脫節。

　　4.輔導時應對自學應考者進行學習方法的指導，提倡自學應考者“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動提出問題，依靠自己學懂”的學習方法。

　　5.輔導時要注意基礎、突出重點，要幫助自學應考者對課程內容建立一個整體的概念，對自學應考者提出的問題，應以啟發引導為主。

　　6.注意對自學應考者能力的培養，特別是自學能力的培養，要引導自學應考者逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題、分析問題、做出判斷和解決問題。

　　7.要使自學應考者了解試題難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中都存在著不同難度的試題。

　　(四)關于命題和考試的若干規定

　　1.本大綱各章所提到的考核要求中，各條細目都是考試的內容，試題覆蓋到章，適當突出重點，加大重點內容的覆蓋密度。

　　2.試卷對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“領會”20%;“掌握”40%;“熟練掌握”為40%，大綱中不出現的內容不考核。

　　3.試題難易程度要合理，可分為四檔：易、較易、較難、難，這四檔在各份試卷中所占的比例約為2：3：3：2。

　　4.本課程考試可能采用的題型有：選擇題、填空題、判斷解析題、簡答題、計算題等類型。

　　5.考試方式為閉卷、筆試，考試時間為150分鐘。評分采用百分制，60分為及格。

　　附錄 題型舉例

　　一、判斷辨析題：(判斷對錯，并說明理由)

　　1.光化學反應受溫度的影響大，溫度越高，反應越快。

　　二、單項選擇題

　　如：理想氣體與溫度為T的大熱源接觸，做等溫膨脹吸熱Q，而所做的功是變到相同終態最大功的20%，則體系的熵變為：

　　A. B. C. D.

　　三、填空題

　　如：某反應的速率常數為 k = 0.0462 mol·L-1·h-1，又初始濃度為0.100 mol·L-1,則該反應的半衰期 t1/2= 。

　　四、解答題

　　五、計算題

　　如：設有300 K的1 mol 理想氣體作定溫可逆膨脹，起始壓力為 1×106 Pa，終態體積為10 dm-3。試計算此過程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG。