02051 物理化学（二）

　　高纲1656

　　江苏省高等教育自学考试大纲

　　02051　　物理化学(二)

　　南京医科大学编(2017年)

　　江苏省高等教育自学考试委员会办公室

　　一、课程性质及其设置目的与要求

　　(一)课程性质和特点

　　《物理化学》课程是我省高等自学考试药学专业(本科段)的一门重要的专业基础理论课。物理化学是化学科学中的一个重要学科，与无机化学、有机化学、分析化学等共同组成了化学的四大基础课。物理化学借助数学、物理学等基础理论，从研究物理变化和化学变化的联系入手，用物理的方法探求化学变化的基本规律的一门科学，又称为理论化学。

　　物理化学课程是药学专业的一门重要的主干基础课。物理化学可为药物新剂型的开发提供理论指导。混悬液、乳状液、胶体等剂型的药物配制都需要应用表面化学和胶体的知识点。物理化学也可为药物研究和病变检验提供实验方法。人的体液均为胶体，利用胶体粒子带电的特点，通过电泳方法可分离体液，判断某器官是否病变等。物理化学为新药的研发提供理论指导。化学药物中合成路线选择、工艺条件确定，反应速率及机制的分析，这些都需要化学热力学及化学动力学基础，而产品的分离和纯化又需要相平衡的理论知识;相平衡中结晶、蒸馏和精馏、萃取等方法为天然有效成分的分离纯化提供了很好的理论指导基础等。

　　物理化学已渗透到药学的各个领域，为药的学后续课及专业需要建立必要的理论与实验基础。

　　本课程在内容上分为五部分：第一部分是热力学原理和应用，主要介绍利用热力学的理论判断反应的方向和限度，以及相平衡的内容;第二部分是电化学基础，主要介绍电解质溶液的导电机理和可逆电池的基础知识;第三部分是化学动力学基础，主要介绍化学反应的速率速率方程，以及影响速率的因素以及光化学的初步知识;第四部分是表面化学，主要介绍多相体系界面的本质、规律和应用;第五部分是胶体化学，主要介绍胶体分散系的特点和应用。

　　在有关物理量计算和表述中，应注意采用国际标准单位制(SI制)及遵循有效数字运算规则。在涉及数值的计算中应注意物理量单位的运算及传递。

　　(二)本课程的基本要求

　　本课程主要考察学生对物理化学基本概念、基本原理及计算方法的掌握程度。通过本课程的学习使应考者掌握从事药学等相关工作所必须的物理化学的基本知识，基本概念及计算方法，并能用以分析和解决一些实际的化学和药学中的问题，具备综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

　　(三)本课程与相关课程的联系

　　本课程的前修课程是无机化学、有机化学和分析化学，这三门课程为本课程打下了一定的知识基础;另外，还需要一些高等数学中的微积分的知识和简单的物理知识。

　　二、课程内容与考核目标

　　第一部分 热力学

　　第一章 热力学第一定律

　　一、课程内容

　　本章主要介绍了热力学的基本概念和理论，热力学第一定律的数学表达式，以及热力学第一定律在理想气体中的运用，利用第一定律解决体系变化过程中的能量转化问题。

　　二、学习目的和要求

　　理解并掌握热力学有关的基本概念;掌握热力学第一定律的数学表达、应用;掌握状态函数的特点;掌握系统的p、V、T变化、相变化和化学变化过程中计算热、功和各种状态函数变化值的原理和方法。在将热力学一般关系式应用于特定系统的时候，会应用状态方程(主要是理想气体状态方程)和物性数据(热容、相变热、蒸汽压等)解决问题;熟悉热化学反应的特点。

　　三、考核知识点和要求

　　1. 领会：准静态过程与可逆过程的意义和特点

　　2. 掌握：热力学有关的基本概念：系统与环境，系统的性质，状态和状态函数，过程与途径，热和功基本的概念和性质;热力学能、焓、热容的定义及其性质;热力学第一定律的数学表达式及其意义;利用标准生成焓和标准燃烧焓计算化学反应的热效应，赫斯定律的应用

　　3. 熟练掌握：热力学第一定律在理想气体简单状态变化、相变化和化学变化等系统中的应用;计算上述过程的Q、W、、

　　第二章 热力学第二定律

　　一、课程内容

　　本章主要介绍了自发反应的特点，热力学第二定律的数学和文字表达式，熵函数、亥姆霍兹能函数、吉布斯函数;通过熵判据、亥姆霍兹判据和吉布斯判据，判断反应进行的方向。

　　二、学习目的和要求

　　理解并掌握热力学第二定律的本质;掌握热力学函数的相关计算;领会第三定律的基本概念和应用，掌握通过熵判据、吉布斯判据和亥姆霍兹判据，判断反应进行的方向。

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：自发过程的共同特征，熵函数的物理意义，热力学第二定律的表述及其意义，热力学第三定律和规定熵

　　2.掌握：热力学第二定律的本质;熵增加原理;克劳修斯不等式在系统变化方向和限度判 别中的应用;ΔS、ΔF，ΔG判据及其应用条件，并能熟练应用这些判据判断过程的方向和限度

　　3.熟练掌握：物质的简单状态变化、相变化和化学变化各种过程的ΔS、ΔF，ΔG以及环境的ΔS的计算;并能用判据判断过程的方向性和限度

　　第三章 多组分系统热力学

　　一、课程内容

　　本章主要介绍了热力学第一定律和第二定律在多组分均相系统中的应用。

　　二、学习目的和要求

　　熟悉多组分系统的组成表示方法，偏摩尔量的集合公式;掌握多组分系统的偏摩尔量和化学势概念，了解化学势在化学平衡和相平衡中的应用。

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：化学势在化学平衡和相平衡中的应用;稀溶液中的Raoult定律和Herry定律

　　2.掌握：偏摩尔量和化学势概念;偏摩尔量的集合公式，化学势判据在相平衡和化学平衡中的应用

　　第四章 化学平衡

　　一、课程内容

　　本章主要介绍了化学平衡的特点，化学平衡常数，利用化学反应等温式判断反应的方向和限度;以及影响化学平衡的因素。

　　二、学习目的和要求

　　理解化学平衡的热力学条件，掌握化学反应等温式的意义和应用，掌握标准生成吉布斯的定义; 掌握影响化学平衡的因素。

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：化学反应的平衡条件;平衡常数的测定和表示方法

　　2.掌握：化学平衡等温方程式，化学反应方向和限度的判断;温度和压力对化学平衡的影响

　　3.熟练掌握：标准状态下反应的吉布斯能变化和化合物的标准生成吉布斯能的定义

　　第五章 相平衡

　　一、课程内容

　　本章主要通过推导相律并结合相律讨论单组分和多组分系统中一些变量间的相互关系，分析相平衡系统中，相态和温度、压力、组分等参数的关系。由于多相系统的变化比较复杂，系统的温度、压力和组分等函数间的关系不易用简单的数学公式表示，因而常用相图形式表示。本章的学习就是要看懂相图，并利用相图中的信息来为复杂的相变化过程选择合适的条件，帮助解决在科学实验和生产过程中的相关问题。药物制剂的配伍变化研究是药物研究中的重要环节，为这方面研究提供理论依据是相平衡的重要任务之一。

　　二、学习目的和要求

　　掌握相律的有关概念，熟悉、识别单组分体系和二组分体系相图，了解运用相图解决一些简单的分离提纯问题

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：低共熔系统相图的意义和应用;水盐系统的相图及其简单应用;三组分系统的组成表示法

　　2.掌握：杠杆规则及其在相图中的应用，各种完全互溶双液系统的p-x、T-x图，恒沸系统的特点;蒸馏与精馏原理;部分互溶和完全不互溶的双液体系的相图;水蒸气蒸馏的原理和应用

　　3.熟练掌握：相、组分数与自由度的概念，相律的物理意义及其在相图中的应用;单组分体系：水的相图、克劳修斯-克拉珀龙方程的应用及各种计算

　　第二部分 电化学

　　第六章 电化学

　　一、课程内容

　　电化学是一门研究化学能与热力学能之间相互转化及转化过程所遵循的科学规律。本章主要从电解质溶液、可逆电池电动势和电解与极化三个方面阐述电化学领域的基础知识。

　　二、学习目的和要求

　　掌握离子在溶液中的导电行为及有关计算，原电池的书写及能斯特方程公式的有关计算;熟悉化学反应与可逆电池的关系;了解强电解质溶液理论的基本观点

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：法拉第定律，电解质溶液的导电机理;第一类电极﹑第二类电极﹑第三类电极;

　　电池电动势产生机理及测定原理

　　2.掌握：电解质溶液的离子平均活度系数的概念;电导、电导率、摩尔电导率，摩尔电导 率的定义以及与浓度的关系，离子独立运动定律;弱电解质的电离常数和电离度的计算，难溶盐的溶解度计算;可逆电池的必须条件;标准氢电极﹑任意电极的电极电势﹑电极电势的能斯特方程﹑原电池电动势的计算

　　3.熟练掌握：化学反应与电池的互译，电池的书写方式;电化学与热力学函数的关系：由可逆电池电动势计算电池反应的△rGm、△rHm、△rSm;和温度系数

　　第三部分 化学反应动力学

　　第七章 化学动力学

　　一、课程内容

　　本章主要介绍了化学反应动力学的基本原理。化学动力学是研究浓度、压力、温度、辐射、催化剂、光、电等因素对反应速率的影响情况和影响规律，这些在药物的研制和生产过程中有广泛的应用。

　　二、学习目的和要求

　　掌握化学反应动力学的基本概念;熟练掌握简单级数反应的速率方程，领会级数的确定方法;了解典型的复杂反应;掌握影响反应速率的因素;理解光化学反应的基本原理及在药品贮存中的作用。

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：反应速率的表示方法及其测定;光化反应：特点、光化学定律、量子效率、药物对光的稳定性;催化剂对反应速率的影响

　　2.掌握：基元反应、反应分子数、反应级数、反应速率常数、反应速率方程、质量作用定律等基本概念;典型的复杂反应：对峙反应、平行反应、连续反应、链反应

　　3.熟练掌握：简单级数反应：一级反应、二级反应、零级反应的动力学特征及积分速率方程的运算;温度对反应速率的影响：阿仑尼乌斯经验公式

　　第四部分 表面化学

　　第八章 表面化学

　　一、课程内容

　　本章主要介绍多相体系中相界面的有关知识。从表面现象入手，研究表面现象的本质、规律和应用。

　　二、学习目的和要求

　　掌握表面现象中的基本概念;掌握表面活性剂的特点和应用;熟悉不同相之间的各种吸附。

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：影响表面吉布斯能的主要因素和液-液界面性质;固体表面的润湿类型;典型的固体表面吸附等温线

　　2.掌握：弯曲液面的性质，并解释由弯曲液面引起的表面现象;拉普拉斯公式的应用;吉布斯吸附等温式;固体表面吸附的基本理论及应用

　　3.熟练掌握：表面张力和表面吉布斯能的基本概念和有关计算;判断液体铺展的标准和铺展系数;表面活性剂的结构特征、性质和应用

　　第五部分 胶体

　　第九章 胶体分散系统

　　一、课程内容

　　本章主要介绍了分散系统的分类，详细介绍了胶体分散系中溶胶的各种性质和特点，以及胶体的应用。

　　二、学习目的和要求

　　掌握分散体系及其基本特性;憎液溶胶的特性和应用。

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：溶胶的制备和净化;纳米粒子的基本性质;

　　2.掌握：分散系统的分类;溶胶的丁达尔现象、布朗运动和电学性质;憎液溶胶在稳定性方面的特点;乳状液的基本性质

　　3.熟练掌握：溶胶的基本特征;胶束(胶团)的结构;溶胶表面电荷的来源;溶胶的稳定性、聚沉作用及其影响因素

　　第十章 大分子溶液

　　一、课程内容

　　本章主要介绍了胶体分散系的另一个类别——大分子溶液的基本特性

　　二、学习目的和要求

　　掌握大分子溶液的基本特性

　　三、考核知识点和考核要求

　　1.领会：大分子溶液与溶胶的异同点

　　2.掌握：大分子的平均摩尔质量的表示方法及常用的测定方法;大分子溶液的粘度表示方法和用粘度法测定大分子的平均摩尔质量的原理

　　三、有关说明和实施要求

　　(一)关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明

　　在大纲的考核要求中，提出了“领会”、“掌握”和“熟练掌握”三个能力层次，它们之间是递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，它们的含义是：

　　领会：要求自学应考者能够记忆本课程中规定的有关知识点的主要内容，并能够领会和理解本课程中规定的有关知识点的内涵与外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别联系，并能根据考核的不同要求，做出正确的解释、说明和阐述。

　　掌握：要求自学应考者应该掌握的课程中的知识点。

　　熟练掌握：要求自学应考者必须掌握的课程中的重要知识点。

　　(二)自学教材

　　本课程使用教材为：物理化学(第八版)，李三鸣主编，人民卫生出版社，2016年。

　　相关参考书：

　　《物理化学学习指导与习题集》(第3版)，李三鸣主编，人民卫生出版社

　　(三)对社会助学的要求

　　1.应熟知考试大纲对课程所提出的总的要求和各章的知识点。

　　2.应掌握各知识点要求达到的层次，并深刻理解各知识点的考核要求。

　　3.对自学应考者进行辅导时，应以指定的教材为基础、以考试大纲为依据，不要随意增删内容，以免与考试大纲脱节。

　　4.辅导时应对自学应考者进行学习方法的指导，提倡自学应考者“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动提出问题，依靠自己学懂”的学习方法。

　　5.辅导时要注意基础、突出重点，要帮助自学应考者对课程内容建立一个整体的概念，对自学应考者提出的问题，应以启发引导为主。

　　6.注意对自学应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导自学应考者逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题、分析问题、做出判断和解决问题。

　　7.要使自学应考者了解试题难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中都存在着不同难度的试题。

　　(四)关于命题和考试的若干规定

　　1.本大纲各章所提到的考核要求中，各条细目都是考试的内容，试题覆盖到章，适当突出重点，加大重点内容的覆盖密度。

　　2.试卷对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“领会”20%;“掌握”40%;“熟练掌握”为40%，大纲中不出现的内容不考核。

　　3.试题难易程度要合理，可分为四档：易、较易、较难、难，这四档在各份试卷中所占的比例约为2：3：3：2。

　　4.本课程考试可能采用的题型有：选择题、填空题、判断解析题、简答题、计算题等类型。

　　5.考试方式为闭卷、笔试，考试时间为150分钟。评分采用百分制，60分为及格。

　　附录 题型举例

　　一、判断辨析题：(判断对错，并说明理由)

　　1.光化学反应受温度的影响大，温度越高，反应越快。

　　二、单项选择题

　　如：理想气体与温度为T的大热源接触，做等温膨胀吸热Q，而所做的功是变到相同终态最大功的20%，则体系的熵变为：

　　A. B. C. D.

　　三、填空题

　　如：某反应的速率常数为 k = 0.0462 mol·L-1·h-1，又初始浓度为0.100 mol·L-1,则该反应的半衰期 t1/2= 。

　　四、解答题

　　五、计算题

　　如：设有300 K的1 mol 理想气体作定温可逆膨胀，起始压力为 1×106 Pa，终态体积为10 dm-3。试计算此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG。

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