《物理化学》考试大纲

    一、试卷满分及考试时间

    试卷满分：150分。考试时间：3小时。

    二、试题题型结构

    选择题；填空题；判断题；计算题；问答题等。

    三、参考书

    （1）傅献彩、陈瑞华编《物理化学》（高等教育出版社，第五版）。

    （2）中华人民共和国国家标准GB3102·8物理化学和分子物理学的量和单位。

    四、考试内容

    主要包括基本概念与基本知识、基本定律与基本理论、基本计算与基本方法的形式。

    第一章　热力学第一定律

    一、基本概念与基本知识

    体系与环境；强度性质与容量性质；状态、状态函数、状态方程式；过程、途径、过程量；可逆过程和不可逆过程；热、功、热力学能、焓；热容；反应进度；热效应、标准生成热、标准燃烧热；积分溶解热、微分溶解热；键焓、键解离能；焦—汤效应、焦—汤系数等。

    二、基本定律与基本理论

    热力学第一定律的文字表述及数学表达式；盖斯定律、基尔戈夫定律；热力学第一定律对简单状态变化过程的分析；热力学第一定律对相变过程的分析；热力学第一定律对化学变化的分析；理想气体的热力学特征。

    三、基本计算与基本方法

    在298.15K时的热力学计算；其它温度下的热力学计算；简单状态变化过程中Q、W、△U、△H的计算；相变过程中Q、W、△U、△H的计算；化学变化过程中Q、W、△U、△H的计算。

    第二章　热力学第二定律

    一、基本概念与基本知识

    过程方向与限度；卡诺循环，热机效率；热温商、熵、规定熵；吉布斯自由能，赫姆霍斯自由能；及特定条件下△G与△A的物理意义。

    二、基本定律与基本理论

    热力学第二定律的表述及数学表达式；卡诺原理；熵增加原理；过程方向与限度的判断；热力学第二定律对绝热简单状态变化过程的分析；热力学第二定律对非绝热简单状态变化（等温、等压及等容等）过程的分析；热力学第二定律对相变过程的分析；热力学第二定律对化学变化过程的分析；热力学第三定律；热力学基本方程式；特征偏微商（含吉—亥公式）；Maxwell关系式等。

    三、基本计算与基本方法

    热机效率、卡诺循环的计算；简单状态变化的热力学函数Q、W、△U、△H、△S、△G、△A计算；相变过程的热力学函数Q、W、△U、△H、△S、△G、△A计算；化学变化过程的热力学函数Q、W、△U、△H、△S、△G、△A计算；规定熵的计算；热力学关系式的证明或推导。

    第三章　溶液——多组分体系热力学在溶液中的应用

    一、基本概念与基本知识

    偏摩尔量；化学势；理想液态混合物、理想稀溶液；体系中各物质的标准态。

    二、基本定律与基本理论

    偏摩尔的集合公式、Gibbs-Duhem公式；化学势随P、T的变化；拉乌尔定律与亨利定律；溶液中各物质的化学势表达式；混合过程中体系热力学性质的变化；稀溶液的依数性。

    三、基本计算与基本方法

    理想液态混合物平衡气、液相组成的计算；有关液态混合过程中体系热力学函数改变量的计算；稀溶液依数性有关的计算；由蒸气压数据和相平衡原理计算液相体系中物质的活度；有关化学势改变的计算。

    第四章　相平衡

    一、基本概念与基本知识

    相、物种数、独立组分数、自由度；相点、物系点、结线、液相线、气相线、固相线；恒沸混合物、低共熔混合物、固熔体；临界会溶温度、相合熔点、不相合熔点、转熔温度；稳定化合物、不稳定化合物；步冷曲线；单组分体系的P—T图；双液体系的T—X图及P—X图（完全互溶、部分互溶、完全不互溶）；二元凝聚体系的T—X图（简单低共熔、形成稳定化合物、形成不稳定化合物、完全互溶、部分互溶、完全不互溶）；三液体系相图；水—盐三元体系相图（包括简单、生成水合物及复盐）。

    二、基本定律与基本理论

    相平衡的热力学条件；相律；Clapeyron方程及Clapeyron-Clausius方程；分配定律；杠杆规则；特鲁顿规则；分馏及水蒸气蒸馏原理。

    三、基本计算与基本方法

    互成平衡的相相对量的计算；有关相数、独立组分数和自由度的计算；单组分两相平衡体系P—T关系的计算；热分析法及二元相图的绘制；溶解度法及二元相图的绘制；简单的三组分相图；相图用于分离、提纯的计算等。

    第五章　化学平衡

    一、基本概念与基本知识

    化学反应吉布斯自由能（dG/dξ）T，P；化学亲和势A=-∑νBμB；化学反应的△rG0m和△rGm；物质的标准生成吉布斯自由能；各种平衡常数的表达式及它们之间的关系；固体的分解压及分解温度。

    二、基本定律与基本理论

    化学平衡的热力学条件；化学反应等温方程式；温度对平衡的影响；各种因素对反应方向及平衡产率的影响。

    三、基本计算与基本方法

    平衡常数与平衡混合物组成的计算（含同期平衡）；由参加反应各物质的热力学性质

    （△fG0m；△fH0m，S0m，Cp,m等）计算化学反应的△rG0m与△rGm；固体分解压，分解温度的计算。

    第六章　统计热力学基础

    一、基本概念与基本知识

    统计热力学的基本假设；定位系统与非定位系统；简并态与非简并态；配分函数。

    二、基本定律与基本理论

    玻兹曼统计；最概然分布。

    三、基本计算与基本方法

    最概然分布计算；分子平动、转动和振动配分函数计算；理想气体简单分子的热力学状态函数计算。

    第七章　电解质溶液

    一、基本概念与基本知识

    电导、电导率、摩尔电导率；离子迁移数、离子电导率、离子淌度；电解质活度、离子平均活度、平均活度系数。

    二、基本定律与基本理论

    浓度、温度对电导、电导率、摩尔电导率的影响；离子独立移动定律；得拜—尤格尔离子互吸理论、离子氛模型。

    三、基本计算与基本方法

    电导的测定方法及有关计算；迁移诉的测定方法及有关计算；离子强度、用D—H公式计算以及γ±；异离子效应对溶解度的计算；电导测定的应用。

    第八章　可逆电池的电动势及其应用

    一、基本概念与基本知识

    原电池、电解池、电极命名；可逆与不可逆电池、化学电池、浓差电池、单液与双液电池、标准电池；相间电势差、接触电势、液接电势、盐析；可逆电极分类及常见电极的使用。

    二、基本定律与基本理论

    电极电势、标准电极电势；可逆电池热力学；电动势及其测定原理、能斯特方程。

    三、基本计算与基本方法

    根据电池符号书写电极和电池反应，根据要求设计电池；各类电极的电极电势的计算；各类电池电动势的计算；应用电化学方法测定、计算热力学函数；应用电化学方法计算各类平衡常数；电动势测定的其它应用pH测定、γ±测定等。

    第九章　电解与极化作用

    一、基本概念与基本知识

    电解现象、分解电压；极化、极化曲线、超电势；化学电源、金属的电化学腐蚀、防腐方法、腐蚀电流。

    二、基本定律与基本理论

    电化学极化、氢超电势理论；塔菲尔公式、浓差极化、析出电势与析出顺序。

    三、基本计算与基本方法

    与法拉第电解定律有关的计算；实际析出电势的计算及电极反应的判断。

    第十章　化学动力学基础（一）

    一、基本概念与基本知识

    反应速率、速率常数；速率方程、动力学方程；基元反应、基元步骤、反应分子数；基元反应活化能、反应级数；半衰期；活化能和表观活化能、指前因子；对峙反应、平行反应、连续反应；直链反应、支链反应；反应机理、决速步骤、确定反应机理的主要步骤等。

    二、基本定律与基本理论

    具有简单级数的反应的动力学特征；温度对反应速率的影响、Arrhenius方程；各类典型复杂反应的动力学特征；稳态近似与平衡假设。

    三、基本计算与基本方法

    具有简单级数反应的动力学计算；速率常数、半衰期的计算方法；反应级数及活化能的实验测定；与Arrhenius方程有关的计算；由反应机理书写和推导速率方程；复杂反应表观活化能及基元反应活化能估算；典型复杂反应的动力学计算。

    第十一章　化学动力学基础（二）

    一、基本概念与基本知识

    碰撞直径、碰撞截面、碰撞参数、阈能、碰撞数、有效碰撞数、有效碰撞分数、几率因子、频率因子；势能面、势能垒活化络合物、活化焓△rH≠m、活化熵△rS≠m、活化吉布斯自由能△rG≠m等；催化的基本名词、术语和催化作用；光化学的基本名词。

    二、基本定律与基本理论

    质量作用定律；气相反应简单碰撞理论要点及基本公式；过渡态理论要点及基本公式；林得曼单分子反应理论；溶液中反应的动力学特征（含离子强度的影响）；表面质量作用定律在多相催化反应中的应用；表面反应为决速步骤的反应的动力学特征；光化学第一定律和第二定律；光化反应动力学特征。

    三、基本计算与基本方法

    简单碰撞理论中碰撞数，有效碰撞分数和速率常数的计算；过渡态理论中△rH≠m、

    △rS≠m及Ea的计算；量子产率的计算；有关催化反应表观活化能等的计算。

    第十二章　界面现象

    一、基本概念与基本知识

    比表面（分散度）、比表面吉布斯自由能表面功、表面张力；吸附作用（物理吸附、化学吸附、吸附量；吸附热、吸附曲线、吉布斯吸附超量）；表面活性剂（分类、性质、胶束、CMC值、HLB值）；润湿、铺展、接触角、毛细现象。

    二、基本定律与基本理论

    单分子吸附理论（朗格缪尔吸附）；BET多分子层吸附理论；弗兰得里希吸附等温式；

    吉布斯吸附等温式；弯曲液面的附加压力Laplace公式；弯曲液面蒸气压、Kelvin公式及介稳现象。

    三、基本方法与基本计算

    表面热力学的有关计算；吸附等温式的有关计算（吸附等温式中常数的确定、比表面、吸附量、表面层分子截面积）；与曲率半径有关的计算（附加压力蒸气压、溶解度）。

    第十三章　胶体分散体系及大分子溶液

    一、基本概念与基本知识

    分散相、分散介质、各种分散体系；溶胶的基本特征与胶团结构；布郎运动、扩散、沉降、沉降平衡；丁达尔现象、光的散射；电泳、电渗、电动现象、ζ电势；大分子对溶胶的保护作用、敏化作用；溶胶的制备与净化；大分子溶液特征、大分子溶液粘度与相对平均分子质量（数均、质均、粘均）。

    二、基本定律与基本理论

    胶团结构的双电层理论；胶体稳定性理论（DLVO理论）；胶体聚沉规律（叔采哈代规律、感胶离子序）；光散射的雷莱公式；沉降速率公式及高度分布律；大分子溶液的渗透压与唐南平衡。

    三、基本方法与基本计算

    利用溶胶动力学性质进行有关计算；ζ电势的计算；大分子溶质相对平均分子量的测定；大分子溶液的渗透压及唐南平衡的有关计算。

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