物理化学Ⅰ

科目基礎情報

学校	群馬工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	物理化学Ⅰ
科目番号	3K012	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	物質工学科	対象学年	3
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	教科書：P.W. Atkinsら著，アトキンス物理化学要論第7版，東京化学同人 参考書：D. Smith著，Solutions Manual to accompany Elements of Physical Chemistry 7e，Oxford University Press 参考書：真船文隆ら著，化学はじめの一歩シリーズ物理化学，化学同人 参考書：福地賢治ら著，PEL物理化学，実教出版
担当教員	羽切 正英

到達目標

専門分野の基礎としての物理化学，特に平衡概念と熱力学との関係，反応速度論について学び，以下の内容を会得する。
① 相平衡理論について理解し, 熱力学の概念と物質の状態とを結びつけて考えることができる。
② 反応の進行と平衡が熱力学的にどのように取り扱われるかを理解し, 基本的な計算ができる。
③ 反応速度論について理解し, 反応速度に関する基本的な計算ができる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	自由（断熱）膨張（圧縮）におけるエントロピーと仕事量を計算できる。	自由（断熱）膨張（圧縮）におけるエントロピーと仕事量について基礎的な計算ができる。	自由（断熱）膨張（圧縮）におけるエントロピーと仕事量を計算できない。
評価項目2	純物質の状態図を理解して，蒸気圧曲線を十分に説明できる。また，2成分系の状態図を理解して，気液平衡を十分に説明できる。	純物質の状態図を理解して，蒸気圧曲線を説明できる。また，2成分系の状態図を理解して，気液平衡を説明できる。	純物質の状態図，蒸気圧曲線を説明できない。また，気液平衡についても説明できない。
評価項目4	束一的性質に基づいた諸計算ができる。	束一的性質に基づいた基礎的な諸計算ができる。	束一的性質について説明できない。
評価項目5	ギブズエネルギー，平衡定数を理解し，両者の関係式を導き、計算できる。	ギブズエネルギー，平衡定数を理解し，両者の関係式を導き、基礎的な計算ができる。	ギブズエネルギー，平衡定数の関係について理解しておらず、計算できない。
評価項目6	化学反応速度式を表すことができ，様々な積分型速度式を導くことができる。	化学反応速度式を表すことができ，基礎的な積分型速度式も導くことができる。	化学反応速度式を表すことができない。積分型速度式も導くことができない。

学科の到達目標項目との関係

準学士課程 C （各学科における専門科目を学習することにより、技術的課題を理解し対応できる。）

教育方法等

概要:

化学熱力学の基礎，純物質の相平衡，混合物の性質，化学平衡，化学反応速度論について講義する。

授業の進め方・方法:

板書またはスライド投影を主体とした通常授業。必要に応じてプリント等を配布して説明する。

注意点:

予習復習をして講義に臨むこと。
レポート，課題等の提出期限を守ること。

授業の属性・履修上の区分

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	化学熱力学の基礎(1)	エンタルピー，エントロピー，ギブスエネルギー
		2週	化学熱力学の基礎(2)	断熱過程，ポアソンの式
		3週	化学熱力学の基礎(3)	カルノーサイクル，可逆的熱サイクルの効率
		4週	純物質の相平衡(1)	ギブスエネルギーの圧力変化
		5週	純物質の相平衡(2)	ギブスエネルギーの温度変化
		6週	純物質の相平衡(3)	相図，相律
		7週	純物質の相平衡(4)	クラペイロンの式
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	混合物の性質(1)	混合物の熱力学的記述
		10週	混合物の性質(2)	化学ポテンシャルの組成変化
		11週	混合物の性質(3)	ラウールの法則，理想溶液，ヘンリーの法則
		12週	混合物の性質(4)	束一的性質（沸点や凝固点の変化）
		13週	混合物の性質(5)	束一的性質（浸透）
		14週	混合物の性質(6)	混合物の相図
		15週	前期期末試験
		16週	まとめ
後期
	3rdQ
		1週	化学平衡の原理(1)	反応ギブスエネルギーの組成変化
		2週	化学平衡の原理(2)	平衡定数，標準反応ギブスエネルギー
		3週	化学平衡の原理(3)	諸条件による平衡の移動（温度の効果）
		4週	化学平衡の原理(4)	諸条件による平衡の移動（圧力の効果）
		5週	化学平衡の原理(5)	均一および不均一反応の平衡
		6週	化学平衡の原理(6)	ファントホッフの式
		7週	反応速度論(1)	反応速度の定義
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	反応速度論(2)	速度式，反応次数，反応速度の解析法
		10週	反応速度論(3)	積分型速度式
		11週	反応速度論(4)	複合反応の速度式
		12週	反応速度論(5)	律速段階，定常状態近似
		13週	反応速度論(6)	反応速度の温度依存性，アレニウスの式，活性化エネルギー
		14週	反応速度論(7)	衝突理論，遷移状態理論
		15週	後期期末試験
		16週	まとめ

評価割合

	試験	課題等	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	20	0	0	0	0	100
基礎的能力	20	10	0	0	0	0	30
専門的能力	60	10	0	0	0	0	70
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0