碩士研究生入學(xué)考試自命題科目考試大綱

科目代碼、名稱:621物理化學(xué)

專業(yè)類別：√學(xué)術(shù)型 □專業(yè)學(xué)位

適用專業(yè): 無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)

一、基本知識點(diǎn)

(一)氣體

考試內(nèi)容

1、氣體分子動理論

2、摩爾氣體常數(shù)

3、理想氣體狀態(tài)圖

4、分子運(yùn)動的速率分布

5、分子平動能的分布

6、氣體分子在重力場中的分布

7、分子的碰撞頻率與平均自由程

8、實(shí)際氣體

9、氣液間的轉(zhuǎn)變 — 實(shí)際氣體的等溫線和液化過程

10、壓縮因子圖 — 實(shí)際氣體的有關(guān)計(jì)算

考試要求

了解氣體分子運(yùn)動公式的推導(dǎo)過程，建立微觀的運(yùn)動模型。了解前人對問題的處理方法和過程。了解理想氣體的微觀模型，熟練使用理想氣體狀態(tài)方程。了解分子速度和能量分布公式的推導(dǎo)及物理意義。了解實(shí)際氣體狀態(tài)方程及對實(shí)際氣體的計(jì)算。了解對比狀態(tài);會使用壓縮因子圖。

(二)熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用

考試內(nèi)容

1、熱力學(xué)概論

2、熱平衡和熱力學(xué)第零定律-溫度的概念

3、熱力學(xué)的一些基本概念

4、熱力學(xué)第一定律

5、準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程

6、焓

7、熱容

8、熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用

9、Carnot循環(huán)

10、Joule-Thomson效應(yīng)-實(shí)際氣體的DU和DH

11、熱化學(xué)

12、赫斯定律

13、幾種熱效應(yīng)

14、反應(yīng)焓變和溫度的關(guān)系 — Kirchhoff定律

15、絕熱反應(yīng) — 非等溫反應(yīng)

考試要求

明確熱力學(xué)的一些基本概念，如體系、環(huán)境、功、熱、狀態(tài)函數(shù)、變化過程和途徑等。掌握熱力學(xué)第一定律和內(nèi)能的概念。熟知功和熱正負(fù)號的取號慣例及各種過程中功與熱的計(jì)算。明確準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程的意義。掌握U及H都是狀態(tài)函數(shù)以及狀態(tài)函數(shù)的特性。熟練應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算理想氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的DU、DH、Q和W。熟練應(yīng)用生成焓、燃燒焓來計(jì)算焓變。會應(yīng)用赫斯定律和基爾霍夫定律。了解卡諾循環(huán)的意義。了解摩爾定壓、定容熱容的概念;了解節(jié)流過程的特點(diǎn)及焦耳-湯姆遜系數(shù)的定義與實(shí)際應(yīng)用。從微觀角度了解能量均分原理和熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)。

(三)熱力學(xué)第二定律

考試內(nèi)容

1、自發(fā)過程的共同特征 — 不可逆性

2、熱力學(xué)第二定律

3、Carnot定理

4、熵的概念

5、Clausius不等式與熵增加原理

6、熱力學(xué)基本方程與T-S圖

7、熵變的計(jì)算

8、熵和能量退降

9、熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)和熵統(tǒng)計(jì)意義

10、Helmholtz自由能和Gibbs自由能

11、變化的方向和平衡條件

12、DG的計(jì)算示例

13、幾個熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系

14、熱力學(xué)第三定律與規(guī)定熵

考試要求

了解自發(fā)變化的共同特征，明確熱力學(xué)第二定律的意義。掌握熱力學(xué)第二定律與卡諾定理的聯(lián)系。理解克勞修斯不等式的重要性。注意在熟記熱力學(xué)函數(shù)U、H、S、F、G的定義，并了解其物理意義。明確DG在特殊條件下的物理意義，會用它來判別變化的方向和平衡條件。熟練計(jì)算一些簡單過程的DS、DH、DA和DG，學(xué)會設(shè)計(jì)可逆過程，能利用范霍夫等溫式判別變化的方向。較熟練地運(yùn)用吉布斯-亥姆霍茲公式、克拉貝龍方程式和克老修斯-克拉貝龍方程式。明確偏摩爾量和化學(xué)勢的意義。了解熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容，明確規(guī)定熵值的意義、計(jì)算及其應(yīng)用。掌握熵增加原理和各種平衡判據(jù)。初步了解不可逆過程熱力學(xué)關(guān)于熵流和熵產(chǎn)生等基本內(nèi)容。了解熵的統(tǒng)計(jì)意義。

(四)多組分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用

考試內(nèi)容

1、多組分系統(tǒng)的組成表示法

2、偏摩爾量

3、化學(xué)勢

4、氣體混合物中各組分的化學(xué)勢

5、稀溶液中的兩個經(jīng)驗(yàn)定律

6、理想液態(tài)混合物

7、理想稀溶液中任一組分的化學(xué)勢

8、稀溶液的依數(shù)性

9、活度與活度因子

10、分配定律 — 溶質(zhì)在兩互不相溶液相中的分配

考試要求

熟悉多組分系統(tǒng)的組成表示法及其相互關(guān)系。掌握偏摩爾量和化學(xué)勢的定義，了解它們之間的區(qū)別和在多組分系統(tǒng)中引入偏摩爾量和化學(xué)勢的意義。掌握理想氣體化學(xué)勢的表示式及其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的含義，了解理想和非理想氣體化學(xué)勢的表示式以及兩者的共同之處，了解逸度的概念。了解理想液態(tài)混合物的通性及化學(xué)勢的表示方法。了解理想稀溶液中各組分化學(xué)勢的表示法。熟悉稀溶液的依數(shù)性，會用依數(shù)性計(jì)算未知物的摩爾質(zhì)量。了解相對活度的概念，描述溶劑的非理想程度。了解分配定律公式的推導(dǎo)，了解熱力學(xué)處理溶液的一般方法。

(五)相平衡

考試內(nèi)容

1、多相體系平衡的一般條件

2、相律

3、單組分體系的相平衡

4、二組分體系的相圖及其應(yīng)用

考試要求

明確相、組分?jǐn)?shù)和自由度等相平衡中的基本概念。了解相律的推導(dǎo)過程，熟練掌握相律在相圖中的應(yīng)用。能看懂各種類型的相圖，并進(jìn)行簡單分析，理解相圖中各相區(qū)、線和特殊點(diǎn)所代表的意義，了解其自由度的變化情況。在雙液系相圖中，了解完全互溶、部分互溶和完全不互溶相圖的特點(diǎn)，掌握如何利用相圖進(jìn)行有機(jī)物的分離提純。學(xué)會用步冷曲線繪制二組分低共熔點(diǎn)相圖，會對相圖進(jìn)行分析，并了解二組分低共熔相圖和水鹽相圖在冶金、分離、提純等方面的應(yīng)用。

(六)化學(xué)平衡

考試內(nèi)容

1、化學(xué)反應(yīng)的平衡條件和化學(xué)反應(yīng)的親和勢

2、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與等溫方程式

3、平衡常數(shù)的表示式

4、復(fù)相化學(xué)平衡

5、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能

6、溫度、壓力及惰性氣體對化學(xué)平衡的影響

7、同時化學(xué)平衡

8、反應(yīng)的耦合

9、近似計(jì)算

考試要求

了解從平衡常數(shù)導(dǎo)出化學(xué)反應(yīng)等溫式，并掌握這個公式的使用。了解從化學(xué)勢導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。掌握均相和多相反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式。理解

的意義以及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的關(guān)系，掌握 的求算和應(yīng)用。理解 的意義并掌握其用途。熟悉溫度，壓力和惰性氣體對平衡的影響。

 

(七)電解質(zhì)溶液

考試內(nèi)容

1、電化學(xué)的基本概念與電解定律

2、離子的電遷移和遷移數(shù)

3、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)

4、電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子

5、強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論簡介

考試要求

掌握電化學(xué)的基本概念和電解定律，了解遷移數(shù)的意義及常用的測定遷移數(shù)的方法。掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及它們與溶液濃度的關(guān)系。熟悉離子獨(dú)立移動定律及電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用。掌握遷移數(shù)與摩爾電導(dǎo)率、離子電遷移率之間的關(guān)系，能熟練地進(jìn)行計(jì)算。理解電解質(zhì)的離子平均活度、平均活度因子的意義及其計(jì)算方法。了解強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論的基本內(nèi)容及適用范圍，并會計(jì)算離子強(qiáng)度及使用德拜-休克爾極限公式。

(八)可逆電池的電動勢及其應(yīng)用

考試內(nèi)容

1、可逆電池和可逆電極

2、電動勢的測定

3、可逆電池的書寫方法及電動勢的取號

4、可逆電池的熱力學(xué)

5、電動勢產(chǎn)生的機(jī)理

6、電極電勢和電池的電動勢

7、電動勢測定的應(yīng)用

考試要求

掌握形成可逆電池的必要條件、可逆電極的類型和電池的書面表示方法，能熟練、正確地寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。了解對消法測電動勢的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)電池的作用。在正確寫出電極和電池反應(yīng)的基礎(chǔ)上，熟悉地用Nernst方程計(jì)算電極電勢和電池的電動勢。了解電動勢產(chǎn)生的機(jī)理和氫標(biāo)準(zhǔn)電極的作用。掌握熱力學(xué)與電化學(xué)之間的聯(lián)系，會利用電化學(xué)測定的數(shù)據(jù)計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)的變化值。熟悉電動勢測定的主要應(yīng)用，會從可逆電池測定數(shù)據(jù)計(jì)算平均活度因子、解離平衡常數(shù)和溶液的pH值。

(九)電解與極化作用

考試內(nèi)容

1、分解電壓

2、極化作用

3、電解時電極上的競爭反應(yīng)

4、金屬的電化學(xué)腐蝕、防腐與金屬的鈍化

5、化學(xué)電源

考試要求

了解分壓的意義，要使電解池不斷地進(jìn)行工作必須克服的阻力的種類。了解極化現(xiàn)象、超電勢、極化作用的種類、降低極化作用的方法。了解極化曲線、電解池與原電池的極化曲線的異同點(diǎn)。掌握H2(g)的超電勢的計(jì)算。在電解過程中，能用計(jì)算的方法判斷在兩個電極上首先發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。了解電解的一般過程及其應(yīng)用。了解金屬腐蝕的類型，了解常用的防止金屬腐蝕的方法。了解常用化學(xué)電源的基本原理、類型及目前的發(fā)展概況，特別是燃料電池的應(yīng)用前景。

(十)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)

考試內(nèi)容

1、化學(xué)反應(yīng)速率表示法和速率方程

2、具有簡單級數(shù)的反應(yīng)

3、幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)

4、溫度對反應(yīng)速率的影響

5、鏈反應(yīng)

6、碰撞理論

7、過渡態(tài)理論

8、單分子反應(yīng)理論

9、在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)

10、光化學(xué)反應(yīng)

11、催化反應(yīng)動力學(xué)

考試要求

掌握宏觀動力學(xué)中反應(yīng)速率的表示法，基元反應(yīng)，非基元反應(yīng)，反應(yīng)級數(shù)，反應(yīng)分子數(shù)，速率常數(shù)等的基本概念。掌握簡單級數(shù)的反應(yīng)如零級、一級、二級的特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用各種方法判斷反應(yīng)級數(shù)，熟練地利用速率方程計(jì)算速率常數(shù)，半衰期等。掌握三種典型的復(fù)雜反應(yīng)(對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng))的特點(diǎn)，學(xué)會使用合理的近似的方法作一些簡單的計(jì)算。掌握溫度對反應(yīng)速率的影響，特別是在平行反應(yīng)中如何進(jìn)行溫度調(diào)控，以提高所需產(chǎn)物的產(chǎn)量。掌握Arrhenius經(jīng)驗(yàn)式的各種表示形式，掌握活化能的含義，它對反應(yīng)速率的影響，以及活化能的求算方法。掌握鏈反應(yīng)的特點(diǎn)，用穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設(shè)和速控步等近似方法從復(fù)雜反應(yīng)的機(jī)理推導(dǎo)出速率方程。

了解較常用的反應(yīng)速率理論，碰撞理論和過渡態(tài)理論采用的模型，推導(dǎo)過程中引進(jìn)的假定、計(jì)算速率常數(shù)的公式及理論的優(yōu)缺點(diǎn)。用這兩個理論計(jì)算簡單反應(yīng)的速率常數(shù)，掌握活化能、閾能和活化焓等能量之間的關(guān)系。了解微觀反應(yīng)動力學(xué)的發(fā)展概況、常用的實(shí)驗(yàn)方法和該研究在理論上的意義。了解溶液反應(yīng)的特點(diǎn)和溶劑對反應(yīng)的影響(原鹽效應(yīng))，會判斷離子強(qiáng)度對不同反應(yīng)速率的影響。了解擴(kuò)散對反應(yīng)的影響。了解較常用的測試快速反應(yīng)的方法，學(xué)會用弛豫法來計(jì)算簡單快速對峙反應(yīng)的兩個速率常數(shù)。了解光化學(xué)反應(yīng)的基本定律、光化學(xué)平衡與熱化學(xué)平衡的區(qū)別以及這類反應(yīng)的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。了解催化反應(yīng)特別是酶催化反應(yīng)的特點(diǎn)、催化劑改變反應(yīng)速率的本質(zhì)和常用催化劑的類型。了解自催化反應(yīng)的特點(diǎn)和產(chǎn)生化學(xué)振蕩的原因。

(十一)表面物理化學(xué)

考試內(nèi)容

1、表面吉布斯自由能和表面張力

2、彎曲表面下的附加壓力和蒸氣壓

3、溶液的表面吸附

4、液-液界面的性質(zhì)

5、L-B膜及生物膜

6、液-固界面現(xiàn)象

7、表面活性劑及其作用

8、固體表面的吸附

9、氣-固相表面催化反應(yīng)

考試要求

明確表面吉布斯自由能、表面張力、接觸角的概念，了解表面張力與溫度的關(guān)系。明確彎曲表面的附加壓力產(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關(guān)系。會使用楊-拉普拉斯公式。了解彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，熟練掌握定量應(yīng)用開爾文公式，會用這個基本原理解釋常見的表面現(xiàn)象。理解吉布斯吸附等溫式的表示形式，各項(xiàng)的物理意義，并能應(yīng)用及作簡單計(jì)算。了解表面活性劑的特點(diǎn)、作用及大致分類，它在表面上作定向排列及降低表面自由能的情況。了解液-液、液-固界面的鋪展與潤濕情況。理解氣-固表面的吸附本質(zhì)及吸附等溫線的主要類型，能解釋簡單的表面反應(yīng)動力學(xué)。了解化學(xué)吸附與物理吸附的區(qū)別，了解影響固體吸附的主要因素。了解化學(xué)吸附和多相催化反應(yīng)的關(guān)系，了解氣-固相表面催化反應(yīng)速率的特點(diǎn)及反應(yīng)機(jī)理。

(十二)膠體分散體系和大分子溶液

考試內(nèi)容

1、膠體和膠體的基本特性

2、溶膠的制備和凈化

3、溶膠的動力性質(zhì)

4、溶膠的光學(xué)性質(zhì)

5、溶膠的電學(xué)性質(zhì)

6、雙電層理論和x電位

7、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用

8、乳狀液

9、凝膠

10、大分子溶液

11、Donnan平衡和聚電解質(zhì)溶液的滲透壓

考試要求

了解膠體分散體系的基本特性，憎液溶膠的膠粒結(jié)構(gòu)、制備和凈化常用的方法。掌握膠體分散體系在動力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)及電學(xué)性質(zhì)等方面的特點(diǎn)以及如何利用這些特點(diǎn)對膠體進(jìn)行粒度大小、帶電情況等方面的研究并應(yīng)用于實(shí)踐。了解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點(diǎn)，掌握動電電位及電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響，會判斷電解質(zhì)聚沉能力的大小。了解乳狀液的種類、乳化劑的作用以及在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用。了解凝膠的分類、形成及主要性質(zhì)。了解大分子溶液與溶膠的異同點(diǎn)及大分子物質(zhì)平均摩爾質(zhì)量的種類和測定方法。了解什么是唐南平衡，如何較準(zhǔn)確地用滲透壓法測定聚電解質(zhì)的數(shù)均摩爾質(zhì)量。了解牛頓流體和非牛頓流體的區(qū)別，了解粘彈性流體的特點(diǎn)。了解納米材料的制備和特性。