張樹(shù)永，李金林，范樓珍，侯文華，刁國(guó)旺，郭玉鵬

1山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，濟(jì)南 250100

2中南民族大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，武漢 430074

3北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，北京 100875

4南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，南京 210023

5揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225002

6吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130012

1 修訂說(shuō)明

2017年，根據(jù)2013–2017年教育部化學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的要求，山東大學(xué)張樹(shù)永教授、南京大學(xué)侯文華教授、揚(yáng)州大學(xué)刁國(guó)旺教授共同起草了《高等學(xué)校化學(xué)類專業(yè)物理化學(xué)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求建議》(以下簡(jiǎn)稱《物化教學(xué)建議》)，經(jīng)廣泛征求意見(jiàn)后在《大學(xué)化學(xué)》發(fā)表[1]，對(duì)指導(dǎo)我國(guó)高校物理化學(xué)教學(xué)改革和教學(xué)建設(shè)發(fā)揮了積極作用。2020年，2018–2022年教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)啟動(dòng)了新一輪課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，由山東大學(xué)張樹(shù)永教授牽頭，聯(lián)合中南民族大學(xué)李金林教授、北京師范大學(xué)范樓珍教授、南京大學(xué)侯文華教授、揚(yáng)州大學(xué)刁國(guó)旺教授和吉林大學(xué)郭玉鵬教授共同完成了對(duì)《物化教學(xué)建議》的修訂，還征求了國(guó)內(nèi)14所高校的16位教師的意見(jiàn)，最終形成了本修訂版。

本次修訂在保持原有知識(shí)–能力–素質(zhì)框架的基礎(chǔ)上，引入了部分新概念和新原理，并對(duì)原有表述進(jìn)行了改進(jìn)。

2 《物化教學(xué)建議(2020版)》使用說(shuō)明

《物化教學(xué)建議(2020版)》旨在對(duì)物理化學(xué)教學(xué)所涉及的知識(shí)、能力和素質(zhì)提出明確要求。該建議主要參照《高等學(xué)?；瘜W(xué)類專業(yè)指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[2]、《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》[3]、《化學(xué)類專業(yè)化學(xué)理論教學(xué)建議內(nèi)容》[4]和國(guó)內(nèi)重要物理化學(xué)教材[5–9]制定，依據(jù)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)相關(guān)規(guī)定對(duì)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了規(guī)范，并根據(jù)物理化學(xué)研究與應(yīng)用進(jìn)展引入了部分新內(nèi)容[10]。使用時(shí)應(yīng)注意以下原則：

(1) 本建議為物理化學(xué)教學(xué)建議而非強(qiáng)制性要求，各高校可以根據(jù)需要增加其他內(nèi)容或者提高教學(xué)要求，并對(duì)帶“*”內(nèi)容進(jìn)行取舍；

(2) 本建議所列內(nèi)容不包含與物質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容，所列內(nèi)容也不限于物理化學(xué)課程講授，對(duì)于內(nèi)容的組合和編排方式、講授學(xué)時(shí)也不做限定，由各高校根據(jù)需要自行確定；

(3) 本建議強(qiáng)調(diào)學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向，鼓勵(lì)各高校積極改革教學(xué)方法，并通過(guò)有效測(cè)評(píng)，監(jiān)控和保證教學(xué)質(zhì)量。

3 物理化學(xué)課程教學(xué)總體目標(biāo)

學(xué)生除了記憶和理解物理化學(xué)的概念、原理和公式等基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論外，還應(yīng)形成以下能力和素質(zhì)：

(1) 構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)體系。能夠?qū)ξ锢砘瘜W(xué)的概念、原理和方法進(jìn)行歸類、分析、對(duì)比并建立相互聯(lián)系，形成系統(tǒng)的知識(shí)框架；

(2) 能夠以物理化學(xué)的學(xué)科視角和方法進(jìn)行觀察、分析和預(yù)測(cè)，從微觀和統(tǒng)計(jì)的角度解釋宏觀過(guò)程及其相關(guān)現(xiàn)象和性質(zhì)，能夠通過(guò)簡(jiǎn)化和近似，概括特征，建立模型并進(jìn)行理論處理，形成系統(tǒng)的物理化學(xué)學(xué)科思維；

(3) 能夠?qū)ΜF(xiàn)有概念、原理和方法進(jìn)行批判性思考，說(shuō)明其成功與不足、應(yīng)用條件及局限性，并提出個(gè)人觀點(diǎn)，體現(xiàn)批判和創(chuàng)新意識(shí)；

(4) 能夠從科學(xué)研究和生產(chǎn)生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象，提出科學(xué)問(wèn)題，利用物理化學(xué)原理和方法進(jìn)行解釋、研究、分析和判斷；

(5) 能夠綜合運(yùn)用物理化學(xué)及其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)和原理，設(shè)計(jì)靈活多樣的問(wèn)題解決方案，并對(duì)方案的可行性和局限性進(jìn)行評(píng)價(jià)，明確個(gè)人的義務(wù)和責(zé)任；

(6) 能夠利用計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)有效獲取和處理信息，通過(guò)自主學(xué)習(xí)不斷適應(yīng)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要。

通過(guò)學(xué)習(xí)，能夠深化對(duì)辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)，形成系統(tǒng)的化學(xué)學(xué)科思維，能夠采用科學(xué)的世界觀和方法論觀察、分析和解決問(wèn)題并做出預(yù)測(cè)，并藉由分析和解決生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象和問(wèn)題，體現(xiàn)社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)發(fā)展意識(shí)。

4 物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求建議

為了落實(shí)“物理化學(xué)課程教學(xué)總體目標(biāo)”，對(duì)各部分知識(shí)、能力和素質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求提出以下建議。其中，知識(shí)體現(xiàn)為知識(shí)點(diǎn)，能力體現(xiàn)為具體問(wèn)題的解決，而素質(zhì)強(qiáng)調(diào)觀察和分析的視角和思路，更多地屬于世界觀和方法論范疇。

4.1 理想(完美)氣體與真實(shí)氣體

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 玻意耳(Boyle)定律 蓋呂薩克(Gay-Lussac)定律 查理(Charles)定律 理想(完美)氣體 狀態(tài)方程 氣體常數(shù) 道爾頓(Dalton)分壓定律 阿伏加德羅(Avogadro)定律

(2) 真實(shí)氣體 范德瓦耳斯(van der Waals)方程 內(nèi)壓力 臨界點(diǎn) 臨界常數(shù) 對(duì)比狀態(tài)原理壓縮因子 位力(Virial)方程 真實(shí)氣體等溫線 氣體的液化 玻意耳溫度

能力：(1) 利用理想(完美)氣體狀態(tài)方程、范德瓦耳斯方程和位力方程進(jìn)行相關(guān)計(jì)算和預(yù)測(cè)；(2) 利用對(duì)比狀態(tài)原理和壓縮因子圖研究實(shí)際氣體的行為；(3) 能夠?qū)?fù)雜問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化和模型化處理。

素質(zhì)：(1) 能夠基于模型的建立說(shuō)明理想(完美)氣體近似的基本假設(shè)和實(shí)際氣體偏離理想(完美)氣體行為的原因，修正理想(完美)氣體模型的基本思路，展示采用模型化方法處理問(wèn)題的素質(zhì)；(2) 能夠從分子角度說(shuō)明真實(shí)氣體狀態(tài)方程的多樣性。

4.2 氣體分子動(dòng)理論

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 壓力和溫度的統(tǒng)計(jì)概念 最概然速率 數(shù)學(xué)平均速率 均方根速率 麥克斯韋(Maxwell)速率分布定律 速率分布的影響因素

(2) 分子的平均自由程 碰撞直徑 碰撞截面 碰撞頻率 分子隙流 *分子束

能力：(1) 利用氣體分子動(dòng)理論說(shuō)明三個(gè)氣體經(jīng)驗(yàn)定律；(2) 推導(dǎo)麥克斯韋速率分布定律并得出分子平動(dòng)能分布。

素質(zhì)：(1) 基于統(tǒng)計(jì)的觀念說(shuō)明微觀和宏觀的區(qū)別和聯(lián)系，并能夠從微觀角度解釋宏觀性質(zhì)；(2) 從微觀和宏觀聯(lián)系角度說(shuō)明分子平均平動(dòng)能與溫度的關(guān)系。

4.3 熱力學(xué)第一定律

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 系統(tǒng)與環(huán)境

(2) 狀態(tài)性質(zhì) 廣度性質(zhì) 強(qiáng)度性質(zhì)

(3) 熱力學(xué)平衡 熱平衡 力平衡 相平衡 化學(xué)平衡 平衡態(tài) 準(zhǔn)靜態(tài) 非平衡態(tài) 熱力學(xué)第零定律

(4) 狀態(tài)函數(shù) 狀態(tài)方程 狀態(tài)函數(shù)法

(5) 過(guò)程 等溫過(guò)程 等壓過(guò)程 等容過(guò)程 絕熱過(guò)程 循環(huán)過(guò)程 可逆過(guò)程 不可逆過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 節(jié)流過(guò)程

(6) 功 體積功 非體積功 熱 熱力學(xué)能 焓 熱容 定容熱容 定壓熱容

(7) 熱力學(xué)第一定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式

(8) 熱功轉(zhuǎn)換 卡諾(Carnot)循環(huán) 卡諾定理 熱機(jī)效率 冷凍系數(shù)

(9) 節(jié)流膨脹 焦耳(Joule)-湯姆孫(Thomson)效應(yīng) 焦耳-湯姆孫系數(shù) 轉(zhuǎn)化溫度

(10) 理想(完美)氣體的熱力學(xué)能和焓 實(shí)際氣體的熱力學(xué)能和焓

(11) 熱化學(xué) 反應(yīng)進(jìn)度 等壓熱效應(yīng) 等容熱效應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓變 赫斯(Hess)定律 標(biāo)準(zhǔn)生成焓 離子生成焓 標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓 相變焓 溶解熱 稀釋熱 混合熱 基爾霍夫(Kirchhoff)定律

能力：(1) 計(jì)算各類過(guò)程所對(duì)應(yīng)的功、熱、熱力學(xué)能和焓的變化；(2) 書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；(3) 計(jì)算不同溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)；(4) 計(jì)算熱功轉(zhuǎn)化效率。

素質(zhì)：(1) 說(shuō)明各類系統(tǒng)的性質(zhì)及其對(duì)開(kāi)展物理化學(xué)研究的意義；(2) 能夠從微觀層面說(shuō)明熱及熱傳導(dǎo)的本質(zhì)以及體積功的本質(zhì)；(3) 能夠運(yùn)用能量守恒與轉(zhuǎn)化的觀念解釋相關(guān)現(xiàn)象并做出合理判斷；(4) 能夠運(yùn)用狀態(tài)函數(shù)法說(shuō)明計(jì)算過(guò)程能量變化的原理；(5) 能夠從分子運(yùn)動(dòng)角度說(shuō)明氣體熱容的微觀本質(zhì)；(6) 能夠從微觀角度說(shuō)明理想(完美)氣體和非理想(非完美)氣體熱力學(xué)性質(zhì)差異的原因。

4.4 熱力學(xué)第二定律

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 方向與限度 自發(fā)變化 非自發(fā)變化

(2) 自發(fā)變化的共同特征 熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述

(3) 熱溫商 熵 克勞修斯(Clausius)不等式 熵增加原理 能量退降

(4) 亥姆霍茲(Helmholtz)自由能 吉布斯(Gibbs)自由能 吉布斯-亥姆霍茲方程

(5) 熱力學(xué)基本方程 麥克斯韋(Maxwell)關(guān)系式

(6) 特性函數(shù) 變化方向和限度以及過(guò)程可逆與否的熱力學(xué)判據(jù)(或變化的方向和平衡條件)

(7) 熱力學(xué)第三定律 規(guī)定熵

能力：(1) 計(jì)算各類過(guò)程的熵變；(2) 計(jì)算各類過(guò)程和不同溫度下的亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能變化；(3) 應(yīng)用麥克斯韋關(guān)系式推導(dǎo)或者證明各熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系。

素質(zhì)：(1) 通過(guò)特定狀態(tài)函數(shù)的變化對(duì)變化的方向和限度以及過(guò)程的可逆與否進(jìn)行判斷；(2) 能夠基于函數(shù)間關(guān)系說(shuō)明通過(guò)容易測(cè)量的物理量來(lái)測(cè)量或者計(jì)算難以測(cè)量物理量的靈活思路和多樣化方法。

4.5 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 宏觀狀態(tài) 微觀狀態(tài) 能級(jí) 簡(jiǎn)并度 微觀狀態(tài)數(shù)(熱力學(xué)概率) 玻耳茲曼(Boltzmann)公式

(2) 定域子系統(tǒng) 離域子系統(tǒng) 獨(dú)立子系統(tǒng) 相依子系統(tǒng)

(3) 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基本假定 統(tǒng)計(jì)分布 統(tǒng)計(jì)平均 最概然分布 玻耳茲曼分布律

(4) 麥克斯韋-玻耳茲曼統(tǒng)計(jì) 玻色(Bose)-愛(ài)因斯坦(Einstein)統(tǒng)計(jì) 費(fèi)米(Fermi)-狄拉克(Dirac)統(tǒng)計(jì) *系綜

(5) 配分函數(shù)的定義及其分解(析因子) 配分函數(shù)與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系

(6) 能量零點(diǎn)的選取及其與配分函數(shù)的關(guān)系 自由能函數(shù) 焓函數(shù)

(7) 熱力學(xué)能和熱容的微觀解釋

能力：(1) 能夠利用玻耳茲曼分布定律計(jì)算各種分布的概率；(2) 能夠利用分子性質(zhì)計(jì)算各種配分函數(shù)，并進(jìn)而表示和計(jì)算相關(guān)熱力學(xué)函數(shù)和平衡常數(shù)；(3) 對(duì)熱容進(jìn)行理論估算；(4) 能夠利用自由能函數(shù)和焓函數(shù)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變化和焓變。

素質(zhì)：(1) 能夠從統(tǒng)計(jì)角度說(shuō)明熱力學(xué)定律的本質(zhì)和熵的物理意義，正確使用熵的概念；(2) 說(shuō)明統(tǒng)計(jì)在聯(lián)系微觀狀態(tài)和宏觀規(guī)律中的作用；(3) 說(shuō)明擷取最大項(xiàng)法及其原理；(4) 說(shuō)明麥克斯韋-玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)、玻色-愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)的異同。

4.6 非平衡態(tài)熱力學(xué)簡(jiǎn)介

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 非平衡態(tài) 穩(wěn)(定)態(tài) 局域平衡假設(shè) 熵產(chǎn)生 熵流 熵產(chǎn)生率 力 流 力與流的線性唯象關(guān)系 盎薩格(Onsager)倒易關(guān)系 最小熵產(chǎn)生原理

(2) 非線性非平衡定態(tài)穩(wěn)定性的判據(jù) 耗散結(jié)構(gòu) 自組織現(xiàn)象

能力：利用非平衡態(tài)熱力學(xué)解釋相關(guān)現(xiàn)象。

素質(zhì)：(1) 能夠說(shuō)明最小熵產(chǎn)生及其應(yīng)用條件；(2) 能夠說(shuō)明耗散結(jié)構(gòu)和自組織現(xiàn)象產(chǎn)生的條件。

4.7 化學(xué)熱力學(xué)(多組分系統(tǒng)、化學(xué)平衡和相平衡部分)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 偏摩爾量 偏摩爾量加和公式 化學(xué)勢(shì)及其表達(dá)式 標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 化學(xué)勢(shì)等溫式 組成可變系統(tǒng)熱力學(xué)基本方程 吉布斯-杜安(Duhem)公式 平衡條件 平衡穩(wěn)定性判據(jù) 杜安-馬居爾(Margule)公式

(2) 組分 均相系統(tǒng) 多相系統(tǒng) 理想液體混合物 非理想液體混合物 逸度 逸度系數(shù) 理想稀溶液 拉烏爾(Raoult)定律 亨利(Henry)定律 依數(shù)性 活度 活度系數(shù) 滲透因子 超額函數(shù)

(3) 化學(xué)反應(yīng)親合勢(shì) 化學(xué)平衡 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)的等溫方程 活度商 范托夫(van’t Hoff)方程 溶液中的化學(xué)平衡 化學(xué)平衡移動(dòng)

(4) 相 獨(dú)立組分?jǐn)?shù) 自由度 相律 克拉佩龍(Clapeyron)方程

(5) 相圖 單組分系統(tǒng)相圖 超臨界狀態(tài) 超臨界流體 一級(jí)相變 *二級(jí)相變

(6) 二組分系統(tǒng)相圖 溶解度曲線 杠桿原理 完全互溶雙液系統(tǒng) 最低恒沸點(diǎn) 最高恒沸點(diǎn)部分互溶雙液系統(tǒng) 會(huì)溶溫度 完全不互溶雙液系統(tǒng) 低共熔系統(tǒng) 固態(tài)部分互溶系統(tǒng) 固溶體區(qū)域熔煉 低共熔混合物 最低共熔溫度 轉(zhuǎn)熔溫度 步冷曲線

(7) 三組分相圖 等邊三角形坐標(biāo)表示法 部分互溶的三液體系統(tǒng) 二固體一液體水鹽系統(tǒng)三組分低共熔系統(tǒng) 直角坐標(biāo)表示法

能力：(1) 計(jì)算各類系統(tǒng)以及不同溫度、壓力下的化學(xué)勢(shì)；(2) 能夠說(shuō)明逸度系數(shù)、活度系數(shù)的測(cè)量和求算方法；(3) 能夠應(yīng)用相律說(shuō)明系統(tǒng)的狀態(tài)；(4) 能夠繪制簡(jiǎn)單系統(tǒng)的相圖，對(duì)重要的單組分系統(tǒng)、二組分系統(tǒng)、三組分系統(tǒng)的相圖進(jìn)行說(shuō)明；能夠應(yīng)用相圖解釋蒸餾、精餾、蒸氣蒸餾和萃取等相關(guān)過(guò)程和現(xiàn)象；(5) 能夠基于平衡進(jìn)行計(jì)算并解釋相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

素質(zhì)：(1) 能夠從化學(xué)勢(shì)角度判斷反應(yīng)或者過(guò)程發(fā)生的方向和限度；(2) 能夠從微觀角度說(shuō)明理想和非理想液態(tài)混合物的異同；(3) 能夠基于稀溶液依數(shù)性預(yù)測(cè)相關(guān)變化規(guī)律，解釋相關(guān)現(xiàn)象；(4) 能夠從多相系統(tǒng)平衡角度分析說(shuō)明相關(guān)現(xiàn)象和應(yīng)用；(5) 能夠基于超臨界流體的特征解釋相關(guān)現(xiàn)象和應(yīng)用；(6) 能夠從平衡影響因素角度解釋相關(guān)變化及其應(yīng)用；(7) 能夠說(shuō)明多相化學(xué)平衡和固相反應(yīng)的特征。

4.8 化學(xué)動(dòng)力學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 化學(xué)反應(yīng)速率 動(dòng)力學(xué)曲線 速率方程 速率常數(shù) 反應(yīng)級(jí)數(shù) 準(zhǔn)級(jí)數(shù)反應(yīng) 簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)及其速率方程 半衰期 質(zhì)量作用定律

(2) 反應(yīng)機(jī)理 基元反應(yīng) 中間體 簡(jiǎn)單反應(yīng) 復(fù)雜反應(yīng) 反應(yīng)分子數(shù) 微觀可逆性原理

(3) 反應(yīng)級(jí)數(shù)確定方法：微分法 積分法 孤立法

(4) 溫度影響反應(yīng)速率的類型 范托夫經(jīng)驗(yàn)規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)公式 阿倫尼烏斯(Arrhenius)經(jīng)驗(yàn)公式指前因子 活化能 活化分子 實(shí)驗(yàn)活化能 表觀活化能 托爾曼(Tolman)活化能

(5) 碰撞理論 碰撞頻率 碰撞參數(shù) 反應(yīng)臨界能 有效碰撞 頻率因子 空間因子 碰撞理論速率常數(shù)表達(dá)式 反應(yīng)臨界能與活化能的關(guān)系

(6) 過(guò)渡態(tài)理論 勢(shì)能函數(shù) 勢(shì)能面 共線碰撞 鞍點(diǎn) 反應(yīng)坐標(biāo) 過(guò)渡態(tài) 活化配合物 零點(diǎn)能 *標(biāo)準(zhǔn)摩爾活化熵 *標(biāo)準(zhǔn)摩爾活化焓 *標(biāo)準(zhǔn)摩爾活化吉布斯自由能 過(guò)渡態(tài)理論速率常數(shù)表達(dá)式及其熱力學(xué)形式

(7) 單分子反應(yīng)速率理論 林德曼(Lindemann)機(jī)理 時(shí)滯 *富能分子 RRKM理論

(8) 對(duì)峙反應(yīng) 動(dòng)力學(xué)平衡常數(shù) 平行反應(yīng) 反應(yīng)的選擇性 連串反應(yīng) 速率控制步驟 穩(wěn)態(tài)近似 平衡近似 速率控制步驟近似

(9) 鏈反應(yīng) 直鏈反應(yīng) 支鏈反應(yīng) 引發(fā)劑 支鏈爆炸 熱爆炸 爆炸限

(10) 溶液反應(yīng) 溶劑效應(yīng) 溶劑籠 遭遇對(duì) 活化控制反應(yīng) 擴(kuò)散控制反應(yīng) 原鹽效應(yīng) 溶劑化能

(11) 流動(dòng)法 阻礙流動(dòng)法 閃光光解法 弛豫法 交叉分子束 分子反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué) 態(tài)-態(tài)反應(yīng)*計(jì)算機(jī)模擬

能力：(1) 能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)的速率方程；(2) 計(jì)算不同級(jí)數(shù)反應(yīng)的反應(yīng)速率、速率常數(shù)、反應(yīng)級(jí)數(shù)、指前因子、活化能等重要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù)并進(jìn)行相關(guān)判斷；(3) 能夠計(jì)算不同溫度下的反應(yīng)速率，設(shè)計(jì)反應(yīng)溫度，調(diào)整產(chǎn)物比例；(4) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則估算反應(yīng)活化能；(5) 判斷合理的速率控制步驟；選擇合理的近似處理方法，從機(jī)理推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算表觀活化能；(6) 根據(jù)動(dòng)力學(xué)特征，推測(cè)和擬定簡(jiǎn)單反應(yīng)機(jī)理并進(jìn)行驗(yàn)證；(7) 推導(dǎo)碰撞理論、過(guò)渡態(tài)理論、林德曼機(jī)理的速率方程，說(shuō)明各物理量的含義；(8) 能夠設(shè)計(jì)前提條件對(duì)復(fù)雜速率方程進(jìn)行簡(jiǎn)化。

素質(zhì)：(1) 能夠說(shuō)明化學(xué)法、物理法測(cè)量反應(yīng)速率的本質(zhì)，說(shuō)明各類方法的使用條件及其可能的局限性；(2) 能夠說(shuō)明基于活化能與反應(yīng)熱效應(yīng)的關(guān)系估算反應(yīng)活化能的原理，能夠從活化能角度分析反應(yīng)或者過(guò)程發(fā)生的可能性和速率，對(duì)反應(yīng)實(shí)施調(diào)控；(3) 能夠基于溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的規(guī)律說(shuō)明阿倫尼烏斯公式應(yīng)用的局限性；(4) 能夠說(shuō)明建立簡(jiǎn)單碰撞理論和過(guò)渡態(tài)理論的出發(fā)點(diǎn)、科學(xué)思維過(guò)程和應(yīng)用局限；(5) 能夠說(shuō)明進(jìn)行近似處理的原因，解釋各類近似處理的前提條件；(6) 能夠從微觀角度說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程，說(shuō)明確定反應(yīng)機(jī)理的一般原理和方法及其對(duì)理解反應(yīng)本質(zhì)的意義。

4.9 電解質(zhì)溶液

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 電解質(zhì) 固體電解質(zhì) 聚電解質(zhì) 離子液體 強(qiáng)電解質(zhì) 弱電解質(zhì) *真實(shí)電解質(zhì) *潛在電解質(zhì)

(2) 電離 離子溶劑化 離子對(duì) 電離度 解離度 電遷移 淌度 遷移數(shù)

(3) 法拉第(Faraday)定律 法拉第常數(shù) 電流效率 電量計(jì) 電化學(xué)容量

(4) 電導(dǎo) 電導(dǎo)率 摩爾電導(dǎo)率 極限摩爾電導(dǎo)率 離子極限摩爾電導(dǎo)率 科爾勞烏施(Kohlrausch)經(jīng)驗(yàn)定律 離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律

(5) 離子平均質(zhì)量摩爾濃度 離子平均活度 離子平均活度系數(shù) 離子強(qiáng)度 路易斯(Lewis)經(jīng)驗(yàn)公式

(6) 離子互吸理論 離子氛 德拜(Debye)-休克爾(Hückel)極限公式 不對(duì)稱離子氛 德拜-盎薩格(Onsager)公式

能力：(1) 能夠說(shuō)明電導(dǎo)測(cè)量的原理與方法；(2) 能夠說(shuō)明遷移數(shù)測(cè)量的原理和方法并比較各類方法的優(yōu)劣；(3) 能夠利用法拉第定律計(jì)算反應(yīng)量、電化學(xué)容量和電子電量等；(4) 能夠利用電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率等進(jìn)行相關(guān)測(cè)量和計(jì)算；(5) 能夠計(jì)算電解質(zhì)溶液的平均活度等參數(shù)。

素質(zhì)：(1) 能夠從微觀角度辨析電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率和離子極限摩爾電導(dǎo)率的影響因素，解釋相關(guān)現(xiàn)象、規(guī)律和應(yīng)用；(2) 能夠說(shuō)明用電導(dǎo)法測(cè)量相關(guān)物理量的原理及其應(yīng)用的局限性；(3) 能夠從微觀角度解釋平均活度等概念，說(shuō)明其影響因素和變化規(guī)律；(4) 能夠應(yīng)用線性化方法、模型化方法、標(biāo)準(zhǔn)溶液方法、相對(duì)基準(zhǔn)方法等一般性科學(xué)方法分析和解決問(wèn)題；(5) 辨析建立理論模型時(shí)設(shè)置前提假設(shè)的原因，說(shuō)明模型修正的一般思路。

4.10 電化學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 電化學(xué)裝置 (原)電池 電解池 *電化學(xué)電容器 *贗電容

(2) 電池?zé)崃W(xué) 可逆電池 標(biāo)準(zhǔn)電池 *電化學(xué)勢(shì) 電池電動(dòng)勢(shì) 標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì) 能斯特(Nernst)方程 電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù) 可逆電池?zé)崃W(xué)關(guān)系式

(3) 電極 可逆電極 標(biāo)準(zhǔn)氫電極 參比電極 電極電勢(shì) 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) 接觸電勢(shì) 液體接界電勢(shì) 玻璃電極 離子選擇性電極 電勢(shì)分析 *電勢(shì)型傳感器 電勢(shì)-pH圖(普貝圖，Pourbeix圖)化學(xué)電池 濃差電池 *Harned電池

(4) 電荷分離 界面電荷 雙電層 雙電層模型 亥姆霍茲緊密雙層模型 *古依-查普曼(Gouy-Chapman)擴(kuò)散雙層模型 施特恩(Stern)模型

(5) 電極過(guò)程動(dòng)力學(xué) 不可逆電極過(guò)程 理論和實(shí)際分解電壓 極化 超電勢(shì) 濃差極化 電化學(xué)極化 電阻極化 三電極電解池 極化曲線 電流密度 塔費(fèi)爾(Tafel)公式 塔費(fèi)爾曲線*巴特勒-福爾默(Butler-Volmer)方程 *交換電流密度

(6) 電解 析出電勢(shì) 電化學(xué)氧化 電化學(xué)還原 電化學(xué)合成 電鍍 電化學(xué)聚合 陽(yáng)極氧化電沉積 電解精煉 電化學(xué)冶金 電量分析 *電流型傳感器 電解加工 *電化學(xué)軟化水 *電化學(xué)整平

(7) 腐蝕 腐蝕防護(hù) 均勻腐蝕 局部腐蝕 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 生物腐蝕 差異充氣腐蝕 析氫腐蝕 *氫脆 吸氧腐蝕 腐蝕速率 緩蝕劑 陰極保護(hù) 陽(yáng)極保護(hù) 鈍化 鈍化膜 *多孔陽(yáng)極氧化膜

(8) 化學(xué)電源 一次電池 二次電池 開(kāi)路電壓 工作電壓 比容量 充放電 充放電效率*自放電 干電池 鉛蓄電池 鋰離子電池 燃料電池 *液流電池 *金屬-空氣電池

能力：(1) 正確設(shè)計(jì)和書(shū)寫(xiě)可逆電極、可逆電池及其對(duì)應(yīng)反應(yīng)；(2) 利用電化學(xué)原理和方法測(cè)量或者計(jì)算反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)變化量；(3) 利用電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)對(duì)反應(yīng)的方向和限度進(jìn)行判斷；(4) 繪制并應(yīng)用簡(jiǎn)單系統(tǒng)的pH-電勢(shì)圖；(5) 能夠說(shuō)明超電勢(shì)測(cè)量的原理、方法和應(yīng)用；(6) 能夠結(jié)合極化，判斷或者調(diào)整物質(zhì)的析出順序并加以應(yīng)用；(7) 能夠說(shuō)明腐蝕原理，初步設(shè)計(jì)腐蝕防護(hù)的方法；(8) 計(jì)算物質(zhì)的電化學(xué)容量、電池的理論容量、電池能量轉(zhuǎn)換效率等。

素質(zhì)：(1) 能夠從設(shè)計(jì)可逆過(guò)程的角度說(shuō)明測(cè)量可逆電池電動(dòng)勢(shì)的方法和原理；(2) 能夠從電荷分離角度說(shuō)明電極電勢(shì)產(chǎn)生的原因，并分析標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定的原因；說(shuō)明液體接界電勢(shì)產(chǎn)生的原因、影響因素以及降低或者消除液體接界電勢(shì)的原理；(3) 從微觀角度說(shuō)明膜電勢(shì)形成機(jī)理及經(jīng)典膜電極(玻璃電極)的響應(yīng)原理；(4) 從電化學(xué)反應(yīng)角度辨析電極極化的原因，設(shè)計(jì)降低或者利用電極極化的方法；(5) 能夠分析電化學(xué)合成、電化學(xué)純化、電化學(xué)共沉積的條件和優(yōu)勢(shì)；(6) 從微觀角度說(shuō)明導(dǎo)致局部腐蝕的原因；(7) 能夠從原理和微觀角度說(shuō)明腐蝕防護(hù)的思路；(8) 能夠從電化學(xué)熱力學(xué)角度說(shuō)明化學(xué)電源在能源高效利用中的作用；(9) 能夠從電化學(xué)角度說(shuō)明電流(電量)、電勢(shì)分析的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。

4.11 表(界)面化學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 分散度 比表面積 粉體材料 多孔材料 孔隙度 孔徑分布 *懸掛鍵 *表面的穩(wěn)定化

(2) 吸附劑 吸附質(zhì) 吸附量 化學(xué)吸附 物理吸附 吸附熱 吸附速率 脫附速率 吸附平衡及平衡常數(shù) 覆蓋度 吸附熱力學(xué)公式 單層吸附 多層吸附 吸附等壓線 吸附等量線 吸附曲線類型

(3) 吸附等溫式 朗繆爾(Langmuir)吸附等溫式 BET吸附等溫式 弗羅因德利希(Freundlich)吸附等溫式 喬姆金(Temkin)吸附等溫式 競(jìng)爭(zhēng)吸附 解離吸附 溶液中的吸附 *自組裝 *表面修飾 *電化學(xué)吸附

(4) 表面 界面 表面自由能 表面張力 表面熱力學(xué)公式 表面張力與溫度的關(guān)系 *安妥諾夫(Antonoff)規(guī)則 *拉姆(Ramay)-希爾茨(Shields)公式

(5) 潤(rùn)濕 浸濕 沾濕 鋪展 接觸角 楊(Young)方程 親液固體 疏液固體 *超疏水性*雙疏性

(6) 彎曲液面 附加壓力 楊-拉普拉斯(Laplace)方程 開(kāi)爾文(Kelvin)公式 毛細(xì)現(xiàn)象 過(guò)飽和蒸氣 過(guò)冷液體 過(guò)熱液體 過(guò)飽和溶液 *超臨界干燥 重結(jié)晶原理 *等溫蒸發(fā)

(7) 界面相 溶液表面吸附 表面過(guò)剩 吉布斯吸附等溫式

(8) 表面膜 表面壓力 朗繆爾(Langmuir)膜天平 朗繆爾膜 朗繆爾-布洛翟特(Blogget)膜

(9) 表面活性 表面活性劑 雙親性 表面活性劑分類 HLB值 膠束 臨界膠束濃度 乳化乳狀液 微乳液 反膠束 囊泡

(10) 表界面結(jié)構(gòu) 位錯(cuò) 臺(tái)階 活性位 空位 吸附原子 *表面重構(gòu) 界面結(jié)構(gòu)表征

能力：(1) 能夠說(shuō)明比表面積、孔隙度和孔徑分布的測(cè)量原理并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；(2) 能夠說(shuō)明表面張力的測(cè)量原理并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；(3) 能夠說(shuō)明吸附熱的測(cè)量原理并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；(4) 能夠針對(duì)附加壓力進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，解釋相關(guān)現(xiàn)象并進(jìn)行判斷；(5) 能夠通過(guò)吸附等溫式判斷吸附類型并計(jì)算相關(guān)物理量。

素質(zhì)：(1) 能夠從微觀角度解釋表面張力的形成機(jī)制、影響因素和變化規(guī)律；(2) 能夠從表面張力和附加壓力角度解釋相關(guān)現(xiàn)象和應(yīng)用；(3) 能夠應(yīng)用吸附原理說(shuō)明相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和應(yīng)用；說(shuō)明氣相吸附與溶液吸附的異同；(4) 能夠從微觀角度說(shuō)明朗繆爾吸附模型、BET吸附模型及相關(guān)吸附等溫式的建立前提和各自的局限性；解釋吸附等溫式多樣性的原因；*(5) 能夠從微觀角度說(shuō)明超臨界干燥、超疏水、超親水、雙疏表面處理的原理；(6) 能夠基于結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，系統(tǒng)歸納表面活性劑的性質(zhì)及應(yīng)用；(7) 能夠從理論上推理乳狀液和微乳液的形成機(jī)制、穩(wěn)定化作用原理及破壞方法；(8) 能夠依托分子模型說(shuō)明不溶性表面膜的結(jié)構(gòu)特征及相關(guān)應(yīng)用的原理。

4.12 膠體化學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 分散系統(tǒng) 分散相 分散介質(zhì) 分子分散系統(tǒng) 膠體分散系統(tǒng) 粗分散系統(tǒng) 雙連續(xù)相

(2) 膠體的制備 分散法 凝聚法 化學(xué)法 物理法 膠溶法 滲析 電滲析 反滲析 *電化學(xué)脫鹽 *海水淡化 *超過(guò)濾

(3) 膠體 溶膠 凝膠 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及其表達(dá)式 剛性凝膠 彈性凝膠 觸變凝膠 離漿 *膠體電解質(zhì)

(4) 丁鐸爾(Tyndall)現(xiàn)象 瑞利(Rayleigh)散射 散射強(qiáng)度 超顯微鏡及其應(yīng)用

(5) 布朗(Brown)運(yùn)動(dòng) 愛(ài)因斯坦(Einstein)-布朗運(yùn)動(dòng)公式 擴(kuò)散 菲克(Fick)第一定律 *菲克第二定律 沉降與沉降平衡 沉降速率 高度分布 *超離心機(jī)及其應(yīng)用

(6) 膠粒帶電原因 滑移面 電動(dòng)電勢(shì) 等電點(diǎn) 電泳 電滲 沉降電勢(shì) 流動(dòng)電勢(shì) 電泳分離 毛細(xì)管電泳

(7) 聚沉 聚沉值 哈代(Hardy)-舒爾策(Schulze)規(guī)則 感膠離子序 DLVO理論 絮凝 絮凝劑 穩(wěn)定劑 敏化劑 *架橋效應(yīng) 金值 *紅值

(8) 高分子溶液 平均摩爾質(zhì)量 唐南(Donnan)平衡 鹽析 鹽溶 溶脹 *牛頓(Newton)流體*非牛頓(non-Newton)流體 觸變性

能力：(1) 能夠說(shuō)明電泳測(cè)量的原理并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；(2) 能夠設(shè)計(jì)合理途徑保護(hù)或者破壞膠體，對(duì)物質(zhì)的聚沉能力進(jìn)行估算和比較；(3) 能夠說(shuō)明各類測(cè)量大分子分子量的方法并比較其優(yōu)劣；(4) 能夠推導(dǎo)沉降速率、高度分布公式并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，解釋相關(guān)現(xiàn)象。

素質(zhì)：(1) 能夠從電荷分離角度說(shuō)明膠粒帶電和電動(dòng)電勢(shì)形成原因，影響電動(dòng)電勢(shì)的因素及其與溶膠穩(wěn)定性的關(guān)系；(2) 能夠從溶膠結(jié)構(gòu)和組成角度說(shuō)明溶膠制備、凈化的原理；(3) 能夠從動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、電學(xué)等角度說(shuō)明溶膠穩(wěn)定與不穩(wěn)定的辯證關(guān)系，說(shuō)明增強(qiáng)及破壞其穩(wěn)定性的方法和原理；(4) 從散射特征角度說(shuō)明通過(guò)超顯微鏡判斷溶膠濃度、膠粒尺寸和形狀的原理，以及分離大分子和測(cè)量其分子量的原理；(5) 根據(jù)膠體性質(zhì)說(shuō)明通過(guò)電泳、鹽析等分離蛋白質(zhì)的原理；(6) 能夠解釋納米粒子制備和溶膠-凝膠合成的原理；(7) 能夠比較測(cè)量大分子分子量方法的優(yōu)劣。

4.13 光化學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 光量子 光激發(fā) 基態(tài) 激發(fā)態(tài) 能級(jí) 能帶 雅布隆斯基(Jablonski)圖 激發(fā)態(tài)衰變振動(dòng)弛豫 內(nèi)轉(zhuǎn)換 系間穿越 輻射躍遷 無(wú)輻射躍遷 單線態(tài) 三線態(tài) 熒光 磷光 *延遲熒光 *聚集誘導(dǎo)發(fā)光

(2) 光化學(xué)反應(yīng) 光化學(xué)初級(jí)過(guò)程 光化學(xué)次級(jí)過(guò)程 光化學(xué)第一定律 光化學(xué)第二定律 光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 光化學(xué)平衡 量子產(chǎn)率 能量?jī)?chǔ)存效率

(3) 光敏化反應(yīng) 光敏劑 猝滅 猝滅劑

(4) 光致發(fā)光 *電致發(fā)光 化學(xué)發(fā)光 *電化學(xué)發(fā)光 化學(xué)激光 受激輻射 受激吸收 *激光冷凍 *機(jī)械發(fā)光 *激光化學(xué)

(5) 光解反應(yīng) 光合反應(yīng) *太陽(yáng)能電池 *光電化學(xué)池

能力：(1) 計(jì)算光子的能量，預(yù)測(cè)光化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的可能性；(2) 計(jì)算光化學(xué)反應(yīng)的量子產(chǎn)率；(3) 能夠利用雅布隆斯基圖說(shuō)明相關(guān)光物理過(guò)程；(4) 能夠書(shū)寫(xiě)光化學(xué)反應(yīng)速率方程。

素質(zhì)：(1) 能夠從原理角度說(shuō)明光化學(xué)反應(yīng)和熱化學(xué)反應(yīng)的異同；(2) 能夠從能級(jí)角度說(shuō)明化學(xué)發(fā)光的基本原理；(3) 能夠從光激發(fā)和反應(yīng)角度說(shuō)明光解的原理及其對(duì)能源發(fā)展的重要意義。

4.14 催化化學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：

(1) 催化劑 催化作用 催化反應(yīng)特征 助催化劑 催化劑載體 催化劑的選擇性 催化活性抑制劑 *轉(zhuǎn)換頻率(turn-over frequency) 催化劑中毒 催化劑再生 自催化 *化學(xué)振蕩

(2) 均相催化 酸堿催化 布朗斯特(Br?nsted)定律 配位催化

(3) 多相催化 催化活性位 表面反應(yīng)速率 表面反應(yīng)歷程 朗繆爾-里迪爾(Langmuir-Rideal)機(jī)理 朗繆爾-欣謝爾伍德(Langmuir-Hinshelwood)機(jī)理

(4) 酶 酶催化 底物 米氏(Michaelis-Menten)機(jī)理 米氏方程 米氏常數(shù) 競(jìng)爭(zhēng)性抑制

(5) 光催化 電催化 光電催化

能力： (1) 能夠說(shuō)明均相催化、多相催化、酶催化的一般機(jī)理，推導(dǎo)相關(guān)動(dòng)力學(xué)方程，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算和討論；(2) 能夠從機(jī)理角度說(shuō)明催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征。

素質(zhì)：(1) 能夠概括和分析催化劑和催化反應(yīng)的主要特征；(2) 能夠從微觀角度說(shuō)明催化劑中毒的機(jī)制和再生的原理和方法；(3) 能夠從結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的角度，說(shuō)明酶催化的特異性以及反應(yīng)機(jī)理多樣性的原因；(4) 能夠從熱力學(xué)角度說(shuō)明化學(xué)吸附強(qiáng)度與催化活性的關(guān)系。

致謝：在本次修訂過(guò)程中，南開(kāi)大學(xué)朱志昂教授、四川大學(xué)周魯教授、天津大學(xué)劉俊吉教授、大連理工大學(xué)紀(jì)敏教授、陜西師范大學(xué)陳亞芍教授、北京化工大學(xué)白守禮教授、山東大學(xué)苑世領(lǐng)教授和李英教授、武漢大學(xué)王志勇副教授、華中師范大學(xué)原弘教授、西北大學(xué)岳可芬教授和王小芳教授、北京科技大學(xué)李旭琴副教授、山東科技大學(xué)邵謙教授、濟(jì)南大學(xué)馮季軍教授、曲阜師范大學(xué)馮媛媛教授都提出了很好的建議，特此致謝！