《物理化學(xué)》考試大綱

    一、試卷滿分及考試時(shí)間

    試卷滿分：150分。考試時(shí)間：3小時(shí)。

    二、試題題型結(jié)構(gòu)

    選擇題；填空題；判斷題；計(jì)算題；問答題等。

    三、參考書

    （1）傅獻(xiàn)彩、陳瑞華編《物理化學(xué)》（高等教育出版社，第五版）。

    （2）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB3102·8物理化學(xué)和分子物理學(xué)的量和單位。

    四、考試內(nèi)容

    主要包括基本概念與基本知識(shí)、基本定律與基本理論、基本計(jì)算與基本方法的形式。

    第一章　熱力學(xué)第一定律

    一、基本概念與基本知識(shí)

    體系與環(huán)境；強(qiáng)度性質(zhì)與容量性質(zhì)；狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、狀態(tài)方程式；過程、途徑、過程量；可逆過程和不可逆過程；熱、功、熱力學(xué)能、焓；熱容；反應(yīng)進(jìn)度；熱效應(yīng)、標(biāo)準(zhǔn)生成熱、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱；積分溶解熱、微分溶解熱；鍵焓、鍵解離能；焦—湯效應(yīng)、焦—湯系數(shù)等。

    二、基本定律與基本理論

    熱力學(xué)第一定律的文字表述及數(shù)學(xué)表達(dá)式；蓋斯定律、基爾戈夫定律；熱力學(xué)第一定律對(duì)簡(jiǎn)單狀態(tài)變化過程的分析；熱力學(xué)第一定律對(duì)相變過程的分析；熱力學(xué)第一定律對(duì)化學(xué)變化的分析；理想氣體的熱力學(xué)特征。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    在298.15K時(shí)的熱力學(xué)計(jì)算；其它溫度下的熱力學(xué)計(jì)算；簡(jiǎn)單狀態(tài)變化過程中Q、W、△U、△H的計(jì)算；相變過程中Q、W、△U、△H的計(jì)算；化學(xué)變化過程中Q、W、△U、△H的計(jì)算。

    第二章　熱力學(xué)第二定律

    一、基本概念與基本知識(shí)

    過程方向與限度；卡諾循環(huán)，熱機(jī)效率；熱溫商、熵、規(guī)定熵；吉布斯自由能，赫姆霍斯自由能；及特定條件下△G與△A的物理意義。

    二、基本定律與基本理論

    熱力學(xué)第二定律的表述及數(shù)學(xué)表達(dá)式；卡諾原理；熵增加原理；過程方向與限度的判斷；熱力學(xué)第二定律對(duì)絕熱簡(jiǎn)單狀態(tài)變化過程的分析；熱力學(xué)第二定律對(duì)非絕熱簡(jiǎn)單狀態(tài)變化（等溫、等壓及等容等）過程的分析；熱力學(xué)第二定律對(duì)相變過程的分析；熱力學(xué)第二定律對(duì)化學(xué)變化過程的分析；熱力學(xué)第三定律；熱力學(xué)基本方程式；特征偏微商（含吉—亥公式）；Maxwell關(guān)系式等。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    熱機(jī)效率、卡諾循環(huán)的計(jì)算；簡(jiǎn)單狀態(tài)變化的熱力學(xué)函數(shù)Q、W、△U、△H、△S、△G、△A計(jì)算；相變過程的熱力學(xué)函數(shù)Q、W、△U、△H、△S、△G、△A計(jì)算；化學(xué)變化過程的熱力學(xué)函數(shù)Q、W、△U、△H、△S、△G、△A計(jì)算；規(guī)定熵的計(jì)算；熱力學(xué)關(guān)系式的證明或推導(dǎo)。

    第三章　溶液——多組分體系熱力學(xué)在溶液中的應(yīng)用

    一、基本概念與基本知識(shí)

    偏摩爾量；化學(xué)勢(shì)；理想液態(tài)混合物、理想稀溶液；體系中各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。

    二、基本定律與基本理論

    偏摩爾的集合公式、Gibbs-Duhem公式；化學(xué)勢(shì)隨P、T的變化；拉烏爾定律與亨利定律；溶液中各物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)表達(dá)式；混合過程中體系熱力學(xué)性質(zhì)的變化；稀溶液的依數(shù)性。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    理想液態(tài)混合物平衡氣、液相組成的計(jì)算；有關(guān)液態(tài)混合過程中體系熱力學(xué)函數(shù)改變量的計(jì)算；稀溶液依數(shù)性有關(guān)的計(jì)算；由蒸氣壓數(shù)據(jù)和相平衡原理計(jì)算液相體系中物質(zhì)的活度；有關(guān)化學(xué)勢(shì)改變的計(jì)算。

    第四章　相平衡

    一、基本概念與基本知識(shí)

    相、物種數(shù)、獨(dú)立組分?jǐn)?shù)、自由度；相點(diǎn)、物系點(diǎn)、結(jié)線、液相線、氣相線、固相線；恒沸混合物、低共熔混合物、固熔體；臨界會(huì)溶溫度、相合熔點(diǎn)、不相合熔點(diǎn)、轉(zhuǎn)熔溫度；穩(wěn)定化合物、不穩(wěn)定化合物；步冷曲線；單組分體系的P—T圖；雙液體系的T—X圖及P—X圖（完全互溶、部分互溶、完全不互溶）；二元凝聚體系的T—X圖（簡(jiǎn)單低共熔、形成穩(wěn)定化合物、形成不穩(wěn)定化合物、完全互溶、部分互溶、完全不互溶）；三液體系相圖；水—鹽三元體系相圖（包括簡(jiǎn)單、生成水合物及復(fù)鹽）。

    二、基本定律與基本理論

    相平衡的熱力學(xué)條件；相律；Clapeyron方程及Clapeyron-Clausius方程；分配定律；杠桿規(guī)則；特魯頓規(guī)則；分餾及水蒸氣蒸餾原理。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    互成平衡的相相對(duì)量的計(jì)算；有關(guān)相數(shù)、獨(dú)立組分?jǐn)?shù)和自由度的計(jì)算；單組分兩相平衡體系P—T關(guān)系的計(jì)算；熱分析法及二元相圖的繪制；溶解度法及二元相圖的繪制；簡(jiǎn)單的三組分相圖；相圖用于分離、提純的計(jì)算等。

    第五章　化學(xué)平衡

    一、基本概念與基本知識(shí)

    化學(xué)反應(yīng)吉布斯自由能（dG/dξ）T，P；化學(xué)親和勢(shì)A=-∑νBμB；化學(xué)反應(yīng)的△rG0m和△rGm；物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能；各種平衡常數(shù)的表達(dá)式及它們之間的關(guān)系；固體的分解壓及分解溫度。

    二、基本定律與基本理論

    化學(xué)平衡的熱力學(xué)條件；化學(xué)反應(yīng)等溫方程式；溫度對(duì)平衡的影響；各種因素對(duì)反應(yīng)方向及平衡產(chǎn)率的影響。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    平衡常數(shù)與平衡混合物組成的計(jì)算（含同期平衡）；由參加反應(yīng)各物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)

    （△fG0m；△fH0m，S0m，Cp,m等）計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的△rG0m與△rGm；固體分解壓，分解溫度的計(jì)算。

    第六章　統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)

    一、基本概念與基本知識(shí)

    統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本假設(shè)；定位系統(tǒng)與非定位系統(tǒng)；簡(jiǎn)并態(tài)與非簡(jiǎn)并態(tài)；配分函數(shù)。

    二、基本定律與基本理論

    玻茲曼統(tǒng)計(jì)；最概然分布。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    最概然分布計(jì)算；分子平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)配分函數(shù)計(jì)算；理想氣體簡(jiǎn)單分子的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)計(jì)算。

    第七章　電解質(zhì)溶液

    一、基本概念與基本知識(shí)

    電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率；離子遷移數(shù)、離子電導(dǎo)率、離子淌度；電解質(zhì)活度、離子平均活度、平均活度系數(shù)。

    二、基本定律與基本理論

    濃度、溫度對(duì)電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的影響；離子獨(dú)立移動(dòng)定律；得拜—尤格爾離子互吸理論、離子氛模型。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    電導(dǎo)的測(cè)定方法及有關(guān)計(jì)算；遷移訴的測(cè)定方法及有關(guān)計(jì)算；離子強(qiáng)度、用D—H公式計(jì)算以及γ±；異離子效應(yīng)對(duì)溶解度的計(jì)算；電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用。

    第八章　可逆電池的電動(dòng)勢(shì)及其應(yīng)用

    一、基本概念與基本知識(shí)

    原電池、電解池、電極命名；可逆與不可逆電池、化學(xué)電池、濃差電池、單液與雙液電池、標(biāo)準(zhǔn)電池；相間電勢(shì)差、接觸電勢(shì)、液接電勢(shì)、鹽析；可逆電極分類及常見電極的使用。

    二、基本定律與基本理論

    電極電勢(shì)、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)；可逆電池?zé)崃W(xué)；電動(dòng)勢(shì)及其測(cè)定原理、能斯特方程。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    根據(jù)電池符號(hào)書寫電極和電池反應(yīng)，根據(jù)要求設(shè)計(jì)電池；各類電極的電極電勢(shì)的計(jì)算；各類電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算；應(yīng)用電化學(xué)方法測(cè)定、計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)；應(yīng)用電化學(xué)方法計(jì)算各類平衡常數(shù)；電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的其它應(yīng)用pH測(cè)定、γ±測(cè)定等。

    第九章　電解與極化作用

    一、基本概念與基本知識(shí)

    電解現(xiàn)象、分解電壓；極化、極化曲線、超電勢(shì)；化學(xué)電源、金屬的電化學(xué)腐蝕、防腐方法、腐蝕電流。

    二、基本定律與基本理論

    電化學(xué)極化、氫超電勢(shì)理論；塔菲爾公式、濃差極化、析出電勢(shì)與析出順序。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    與法拉第電解定律有關(guān)的計(jì)算；實(shí)際析出電勢(shì)的計(jì)算及電極反應(yīng)的判斷。

    第十章　化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（一）

    一、基本概念與基本知識(shí)

    反應(yīng)速率、速率常數(shù)；速率方程、動(dòng)力學(xué)方程；基元反應(yīng)、基元步驟、反應(yīng)分子數(shù)；基元反應(yīng)活化能、反應(yīng)級(jí)數(shù)；半衰期；活化能和表觀活化能、指前因子；對(duì)峙反應(yīng)、平行反應(yīng)、連續(xù)反應(yīng)；直鏈反應(yīng)、支鏈反應(yīng)；反應(yīng)機(jī)理、決速步驟、確定反應(yīng)機(jī)理的主要步驟等。

    二、基本定律與基本理論

    具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征；溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響、Arrhenius方程；各類典型復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征；穩(wěn)態(tài)近似與平衡假設(shè)。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算；速率常數(shù)、半衰期的計(jì)算方法；反應(yīng)級(jí)數(shù)及活化能的實(shí)驗(yàn)測(cè)定；與Arrhenius方程有關(guān)的計(jì)算；由反應(yīng)機(jī)理書寫和推導(dǎo)速率方程；復(fù)雜反應(yīng)表觀活化能及基元反應(yīng)活化能估算；典型復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算。

    第十一章　化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（二）

    一、基本概念與基本知識(shí)

    碰撞直徑、碰撞截面、碰撞參數(shù)、閾能、碰撞數(shù)、有效碰撞數(shù)、有效碰撞分?jǐn)?shù)、幾率因子、頻率因子；勢(shì)能面、勢(shì)能壘活化絡(luò)合物、活化焓△rH≠m、活化熵△rS≠m、活化吉布斯自由能△rG≠m等；催化的基本名詞、術(shù)語和催化作用；光化學(xué)的基本名詞。

    二、基本定律與基本理論

    質(zhì)量作用定律；氣相反應(yīng)簡(jiǎn)單碰撞理論要點(diǎn)及基本公式；過渡態(tài)理論要點(diǎn)及基本公式；林得曼單分子反應(yīng)理論；溶液中反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征（含離子強(qiáng)度的影響）；表面質(zhì)量作用定律在多相催化反應(yīng)中的應(yīng)用；表面反應(yīng)為決速步驟的反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征；光化學(xué)第一定律和第二定律；光化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征。

    三、基本計(jì)算與基本方法

    簡(jiǎn)單碰撞理論中碰撞數(shù)，有效碰撞分?jǐn)?shù)和速率常數(shù)的計(jì)算；過渡態(tài)理論中△rH≠m、

    △rS≠m及Ea的計(jì)算；量子產(chǎn)率的計(jì)算；有關(guān)催化反應(yīng)表觀活化能等的計(jì)算。

    第十二章　界面現(xiàn)象

    一、基本概念與基本知識(shí)

    比表面（分散度）、比表面吉布斯自由能表面功、表面張力；吸附作用（物理吸附、化學(xué)吸附、吸附量；吸附熱、吸附曲線、吉布斯吸附超量）；表面活性劑（分類、性質(zhì)、膠束、CMC值、HLB值）；潤濕、鋪展、接觸角、毛細(xì)現(xiàn)象。

    二、基本定律與基本理論

    單分子吸附理論（朗格繆爾吸附）；BET多分子層吸附理論；弗蘭得里希吸附等溫式；

    吉布斯吸附等溫式；彎曲液面的附加壓力Laplace公式；彎曲液面蒸氣壓、Kelvin公式及介穩(wěn)現(xiàn)象。

    三、基本方法與基本計(jì)算

    表面熱力學(xué)的有關(guān)計(jì)算；吸附等溫式的有關(guān)計(jì)算（吸附等溫式中常數(shù)的確定、比表面、吸附量、表面層分子截面積）；與曲率半徑有關(guān)的計(jì)算（附加壓力蒸氣壓、溶解度）。

    第十三章　膠體分散體系及大分子溶液

    一、基本概念與基本知識(shí)

    分散相、分散介質(zhì)、各種分散體系；溶膠的基本特征與膠團(tuán)結(jié)構(gòu)；布郎運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散、沉降、沉降平衡；丁達(dá)爾現(xiàn)象、光的散射；電泳、電滲、電動(dòng)現(xiàn)象、ζ電勢(shì)；大分子對(duì)溶膠的保護(hù)作用、敏化作用；溶膠的制備與凈化；大分子溶液特征、大分子溶液粘度與相對(duì)平均分子質(zhì)量（數(shù)均、質(zhì)均、粘均）。

    二、基本定律與基本理論

    膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的雙電層理論；膠體穩(wěn)定性理論（DLVO理論）；膠體聚沉規(guī)律（叔采哈代規(guī)律、感膠離子序）；光散射的雷萊公式；沉降速率公式及高度分布律；大分子溶液的滲透壓與唐南平衡。

    三、基本方法與基本計(jì)算

    利用溶膠動(dòng)力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算；ζ電勢(shì)的計(jì)算；大分子溶質(zhì)相對(duì)平均分子量的測(cè)定；大分子溶液的滲透壓及唐南平衡的有關(guān)計(jì)算。

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