《物理化学》硕士研究生入学考试大纲

一、   课程内容简介

物理化学是从化学现象和物理现象相关联的角度去寻找化学变化规律的一门学科，注重运用物理的理论和实验方法来研究化学变化的一般理论问题，是化学学科的理论基础。主要内容包括气体、化学热力学、多组分系统热力学和化学平衡、相平衡、统计热力学、化学反应速率及化学反应速率理论、电解质溶液、可逆电池热力学和电化学、表面现象、胶体和大分子溶液等。

二、课程考试的基本要求

考生应比较牢固地掌握物理化学的基本概念，注重领会物理化学解决实际问题的科学方法，努力学会运用所学理论解释及解决实际问题。

在有关的计算和表述中，应注意采用国家标准单位制（SI制）。

考试基本要求按深入的程度分为“掌握”(或“会用”) “理解”(或“明了”) 和 “了解”三个层次。

第一章：气体

1. 掌握理想气体状态方程和理想气体的模型。

2. 理解实际气体范德华方程的修正思路及方程；理解实际气体临界性质和对应状态原理；理解临界参数的含义。

3. 了解实际气体状态方程的引出或修正思路，能正确使用普遍化压缩因子图和普遍化逸度系数图。

第二章：热力学第一定律

1. 理解和掌握下列基本概念：系统、环境、状态、状态函数；等容过程、等压过程、等温过程、可逆过程；反应进度、标准状态、标准摩尔反应热效应。

2. 理解和掌握热力学第一定律及其数学表达式。

3. 掌握在简单变化、相变化和化学变化过程中计算热、功以及其它状态函数的改变量的原理和方法。

4. 熟练掌握标准摩尔反应热效应的计算及其与温度的关系。

5. 掌握等压摩尔反应热效应与等容摩尔反应热效应之间的关系。

6. 了解并掌握理想气体绝热可逆方程。

第三章：热力学第二定律

1.  认识和理解自发过程及其特点。

2.  理解热力学第二定律的叙述方法。

3.  了解熵的统计意义。

4.  理解热力学第三定律的叙述方法和纯物质的规定熵。

5.  深化对可逆过程和不可逆过程的理解。

6.  理解和掌握关于态变化过程可逆性的熵判据、海姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据，以及这些判据的使用条件。

7.  理解和掌握标准摩尔生成吉布斯函数以及标准摩尔反应吉布斯函数改变量的物理意义。

8.  理解和掌握定组成闭合相热力学基本方程和Maxwell公式及其使用条件。

9.  了解定组成闭合相热力学基本方程的应用。

第四章：多组分系统热力学及其在溶液中的应用

1.  理解和掌握敞开相热力学基本方程。

2.  理解和掌握偏摩尔量以及偏摩尔量的集合公式。

3.  理解和掌握化学势的概念。

4.  了解在一定温度和压力下用化学势表示的相变化和化学反应的平衡条件。

5.  掌握理想气体的化学势表达式。

6.  了解纯物质的化学势与压力的关系。

7.  理解 Raoult 定律和 Henry 定律以及它们的应用范围。

8.  掌握理想液态混合物和理想稀溶液中各组分的化学势表达式。

9.  理解和掌握分配平衡原理。

10.了解稀溶液的依数性。

11.了解活度和活度系数的概念。

第五章：相平衡

1.    理解相率的推导过程, 并能灵活运用相率。

2.    理解和掌握 Clapeyron 方程和 Clapeyron-Clausius 方程, 并能把这些方程灵活地应用于相关的计算。

3.    理解和掌握单组分系统相图的基本特征。

4.    理解和掌握部分互溶双液系和完全互溶双液系相图。

5.    理解和掌握二组分简单低共熔物系相图。

6.    理解和掌握生成化合物的二组分凝聚物系相图。

7.    理解和掌握共晶型和包晶型的二组分固态部分互溶系统的固液平衡相图。

8.    理解和掌握杠杆规则的应用。

9.    了解分馏原理和水蒸气蒸馏原理。

10.   了解三组分体系相图。

第六章：化学平衡

1.    理解和掌握在一定温度和压力下化学反应的平衡条件。

2.    理解和掌握化学反应等温方程。

3.    理解和掌握标准平衡常数与平衡组成的关系。

4.    理解和掌握理想气体反应和理想气体与纯凝聚态之间反应的平衡组成计算方法。

5.    理解和掌握浓度、压力、和局外气体对化学平衡的影响。

6.    理解和掌握温度对平衡常数的影响。

7.    掌握用等温方程判断化学反应方向和限度的方法。

8.    掌握标准平衡常数的计算方法。

9.    了解同时平衡、反应的耦合。

第七章：统计热力学基础

1.   统计热力学中的一些基本概念和统计系统的分类。

2.   独立子系统的微观状态、能量分布和宏观状态间的关系。

3.   最可几分布与平衡分布之间的关系。

4.   Boltzmann 分布及其适用条件。

5.   独立子系统配分函数的定义，物理意义和析因子性质。

6.   双原子分子的平动配分函数、转动配分函数和振动配分函数的计算。

7.   独立子系统的热力学状态函数与配分函数的关系。

8.   理想气体的化学平衡常数与配分函数的关系。

第八章：电解质溶液

1.    了解电解质溶液的导电机理。

2.    理解和掌握法拉第定律。

3.    理解和掌握迁移数的概念。

4.    理解和掌握表征电解质溶液导电能力的物理量导电率和摩尔导电率。

5.    理解和掌握离子独立运动定律。

6.    理解电导率测定的应用。

7.    理解和掌握电解质溶液中各组分的活度及平均活度的概念。

8.    了解离子氛的概念，掌握 Debye-Huckle 极限公式及其应用。

第九章：可逆电池的电动势及其应用

1.    理解电极电势的产生机理。

2.    理解和掌握可逆电极电势和可逆电动势的概念及其计算方法。

3.    理解和掌握标准电极电势的概念。

4.    理解和掌握可逆电动势的测量方法。

5.    理解和掌握可逆电池热力学的基本知识。

6.    根据电池反应能设计简单的原电池。

7.    了解几种常见类型的电极。

8.    理解并初步掌握电动势测定的应用。

第十章：电解与极化作用

1.    了解产生电极极化的主要原因和超电势的概念。

2.    了解电极的极化与超电势的产生。

3.    了解电解池中的电极反应。

4.    了解金属的钝化及其腐蚀与防护机理。

第十一章：化学动力学基础（一）

1.    理解和掌握化学反应速率的概念及其表示方法。

2.    理解和掌握基元反应和反应分子数的概念以及质量作用定律。

3.    理解和掌握零级反应、一级反应和二级反应的基本特征及其速率方程。

4.    掌握通过实验建立反应速率方程的方法。

5.    了解对峙反应, 连串反应和平行反应的动力学特征。

6.    理解和掌握由反应机理建立速率方程的稳态近似法和平衡态近似法。

7.    了解链反应机理的基本特征。

8.    掌握Arrhennius方程及其应用。

第十二章：化学动力学基础（二）

1.    简单碰撞理论的思想方法、要点和结论。

2.    过渡态理论思想方法、要点和结论。

3.    单分子反应机理。

4.    固-液多相反应和溶液中的反应。

5.    光化反应动力学和光化平衡。

6.    催化作用的本质和催化剂的通性。

第十三章：表面物理化学

1.    理解和掌握界面张力物理意义。

2.    理解和掌握界面热力学基本方程。

3.    理解和掌握润湿现象和毛细现象。

4.    理解和掌握弯曲液面附加压力的概念及其计算。

5.    理解和掌握弯曲液面的饱和蒸气压与液面曲率半径的关系。

6.    了解新相的生成与亚稳状态。

7.    了解溶液表面吸附

8.    了解表面活性物质及其作用。

第十四章：胶体分散系统和大分子溶液

1.    理解分散系统的分类。

2.    掌握理解胶体的动力学性质和光学性质。

3.    了解胶体分散系统的沉降平衡。

4.    掌握理解胶体的扩散双电层结构和电动电势概念。

5.    掌握理解胶体的电学性质。

6.    掌握理解憎液胶体的 DLVO 理论、胶体的稳定性和聚沉作用

7.    了解大分子溶液的性质。

8.    掌握Donnan平衡原理及计算。

参考教材：

1. 傅献彩,沈文霞等编，《物理化学》（第五版）.高等教育出版社， 2005.7

2.  王明德编，《物理化学》（第二版）.化学工业出版社，2015.3

3.  天津大学编，《物理化学》（第五版）.高等教育出版社，2009.5

4.      P.Atkins, J.Paula. Physical Chemistry, 7th ed. Oxford University Press Inc., 2002