《物理化學(乙)》考試大綱

1、中國科學院大學碩士研究生入學考試 物理化學（乙）考試大綱 本物理化學（乙）考試大綱適用于報考中國科學院大學化工類專業(yè)的碩士研究生入學考試。物理化學是化學學科的重要分支，是整個化學學科和化工學科的理論基礎(chǔ)。它從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手探求化學變化基本規(guī)律。物理化學課程的主要內(nèi)容包括化學熱力學（統(tǒng)計熱力學）、化學動力學、電化學、界面化學與膠體化學等。要求考生熟練掌握物理化學的基本概念、基本原理及計算方法，并具有綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。 一、考試內(nèi)容 （一）氣體的PVT關(guān)系 1、理想氣體狀態(tài)方程 2、理想氣體混合

2、物 3、氣體的液化及臨界參數(shù) 4、真實氣體狀態(tài)方程 5、對應(yīng)狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖 （二）熱力學第一定律 1、熱力學基本概念 2、熱力學第一定律 3、恒容熱、恒壓熱、焓 4、熱容、恒容變溫過程、恒壓變溫過程 5、焦耳實驗，理想氣體的熱力學能、焓 6、氣體可逆膨脹壓縮過程 7、相變化過程 8、溶解焓及混合焓 9、化學計量數(shù)、反應(yīng)進度和標準摩爾反應(yīng)焓 10、由標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓計算標準摩爾反應(yīng)焓 11、節(jié)流膨脹與焦耳湯姆遜效應(yīng)

3、0;12、穩(wěn)流過程的熱力學第一定律及其應(yīng)用 （三）熱力學第二定律 1、卡諾循環(huán) 2、熱力學第二定律 3、熵、熵增原理 4、單純pVT變化熵變的計算 5、相變過程熵變的計算 6、熱力學第三定律和化學變化過程熵變的計算 7、亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù) 8、熱力學基本方程 9、克拉佩龍方程 10、吉布斯亥姆霍茲方程和麥克斯韋關(guān)系式 （四）多組分系統(tǒng)熱力學 1、偏摩爾量 2、化學勢 3、氣體組分的化學勢 4、拉烏爾定律和亨利定律 5、理

4、想液態(tài)混合物 6、理想稀溶液 7、稀溶液的依數(shù)性 8、逸度與逸度因子 9、活度及活度因子 （五）化學平衡 1、化學反應(yīng)的等溫方程 2、理想氣體化學反應(yīng)的標準平衡常數(shù) 3、溫度對標準平衡常數(shù)的影響 4、其它因素對理想氣體化學平衡的影響 壓力對于平衡轉(zhuǎn)化率的影響；惰性組分對平衡轉(zhuǎn)化率的影響；反應(yīng)物的摩 5、真實氣體反應(yīng)的化學平衡 6、混合物和溶液中的化學平街 （六）相平衡 1、相律 2、杠桿規(guī)則 3、單組分系統(tǒng)相圖 4、二組分理想

5、液態(tài)混合物的氣液平衡相圖 5、二組分真實液態(tài)混合物的氣液平衡相圖 6、二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)及完全不互溶系統(tǒng)的氣液平衡相圖 7、二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)液固平街相圖 8、二組分固態(tài)互溶系統(tǒng)液固平衡相圖 9、生成化合物的二組分凝聚系統(tǒng)相圖 10、三組分系統(tǒng)液液平衡相圖 （七）電化學 1、電解質(zhì)溶液的導電機理及法拉第定律 2、離子的遷移數(shù) 3、電導、電導率和摩爾電導率 4、電解質(zhì)的平均離子活度因子 5、可逆電池及其電動勢的測定 6、原電池熱力學 7、電極電勢和液體

6、接界電勢 8、電極的種類 9、原電池設(shè)計舉例 10、分解電壓 11、極化作用 12、電解時的電極反應(yīng) （八）統(tǒng)計熱力學初步 1、粒子各運動形式的能級及能級的簡并度 2、能級分布的微態(tài)數(shù)及系統(tǒng)的總微態(tài)數(shù) 3、最概然分布與平衡分布 4、玻耳茲曼分布 5、粒子配分函數(shù)的計算 6、系統(tǒng)的熱力學能與配分函數(shù)的關(guān)系 7、系統(tǒng)的摩爾定容熱容與配分函數(shù)的關(guān)系 8、系統(tǒng)的熵與配分函數(shù)的關(guān)系 9、其它熱力學函數(shù)與配分函數(shù)的關(guān)系 10、理想氣體反應(yīng)的標準平衡

7、常數(shù) （九）界面現(xiàn)象 1、界面張力 2、彎曲液面的附加壓力及其后果 3、固體表面 4、液固界面 5、溶液表面 （十）化學動力學 1、化學反應(yīng)的反應(yīng)速率及速率方程 2、速率方程的積分形式 3、速率方程的確定 4、溫度對反應(yīng)速率的影響 5、典型復合反應(yīng) 6、復合反應(yīng)速率的近似處理法 7、鏈反應(yīng) 8、氣體反應(yīng)的碰撞理論 9、勢能面與過渡狀態(tài)理論 10、溶液中反應(yīng) 11、多相反應(yīng) 12、光化學 13、催化

8、作用的通性 14、單相催化反應(yīng) 15、多相催化反應(yīng) （十一）膠體化學 1、膠體系統(tǒng)的制備 2、膠體系統(tǒng)的光學性質(zhì) 3、肢體系統(tǒng)的動力性質(zhì) 4、溶膠系統(tǒng)的電學性質(zhì) 5、溶膠的穩(wěn)定與聚沉 6、懸浮液 7、乳狀液 8、泡沫 9、氣溶膠 10、高分子化合物溶液的滲透壓和粘度 二、考試要求 （一）氣體的PVT關(guān)系 掌握理想氣體狀態(tài)方程和混合氣體的性質(zhì)（道爾頓分壓定律、阿馬加分容定律）。了解實際氣體的狀態(tài)方程（范德華方程）。了解實際氣體的液化和臨界

9、性質(zhì)。了解對應(yīng)狀態(tài)原理與壓縮因子圖。 （二）熱力學第一定律 明確熱力學的一些基本概念，如體系、環(huán)境、狀態(tài)、功、熱、變化過程等。掌握熱力學第一定律和內(nèi)能的概念。熟知功與熱正負號和取號慣例。明確準靜態(tài)過程與可逆過程的意義及特征。明確U及H都是狀態(tài)函數(shù)，以及狀態(tài)函數(shù)的特性。較熟練地應(yīng)用熱力學第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的U、H、Q和W。能熟練應(yīng)用生成熱、燃燒熱計算反應(yīng)熱。會應(yīng)用蓋斯定律和基爾霍夫定律進行一系列計算。了解卡諾循環(huán)的意義。 （三）熱力學第二定律 明確熱力學第二定律的意義及其與卡諾定理的聯(lián)系。理解克勞修斯不等式的重要性。注意在導出熵

10、函數(shù)的過程中，公式推導的邏輯推理。熟記熱力學函數(shù)U、H、S、F、G的定義，明確其在特殊條件下的物理意義和如何利用它們判別過程變化的方向和平衡條件。較熟練地運用吉布斯亥姆霍茲公式和克老修斯克拉貝龍方程式。掌握熵的統(tǒng)計意義。了解熱力學第三定律，明確規(guī)定熵的意義、計算及其應(yīng)用。 （四）多組分系統(tǒng)熱力學 熟悉溶液濃度的各種表示法及其相互關(guān)系。掌握理想溶液定義、實質(zhì)和通性。掌握拉烏爾定律和亨利定律。了解逸度和活度的概念，了解如何利用牛頓圖求氣體的逸度系數(shù)。明確偏摩爾量和化學勢的意義。掌握表示溶液中各組分化學勢的方法。了解稀溶液依數(shù)性公式推導和分配定律公式的推導和熱力學處理溶液問題的一

11、般方法。 （五）化學平衡 掌握反應(yīng)等溫式的應(yīng)用。掌握均相和多相反應(yīng)的平衡常數(shù)表示法。理解rGm0的意義，由rGm0估計反應(yīng)的可能性。熟悉KP0、KP、KX、KC的意義、單位及其關(guān)系。了解平衡常數(shù)與溫度、壓力關(guān)系和惰性氣體對平衡組成的影響，并掌握其計算方法。能根據(jù)標準熱力學函數(shù)的數(shù)據(jù)計算平衡常數(shù)。了解同時平衡、反應(yīng)耦合、近似計算等處理方法。 （六）相平衡 掌握相、組分數(shù)和自由度的定義。了解相律的推導過程及其在相圖中的應(yīng)用。掌握杠桿規(guī)則在相圖中的應(yīng)用。在雙液系中以完全互溶的雙液系為重點掌握PX圖和TX圖。在二組分液固體系中，以簡單共熔物的相圖為重點，掌握相圖

12、的繪制及其應(yīng)用。對三組分體系，了解水鹽體系相圖的應(yīng)用，了解相圖在萃取過程中的應(yīng)用。 （七）電化學 掌握電導率、摩爾電導率的意義及其與溶液濃度的關(guān)系。了解離子獨立移動定律及電導測定的一些應(yīng)用。熟悉遷移數(shù)與摩爾電導率、離子遷移率之間的關(guān)系。掌握電解質(zhì)的離子平均活度系數(shù)的意義及其計算方法。了解電解質(zhì)溶液理論（主要是離子氛的概念），并會使用德拜休克爾極限公式。掌握電動勢與rGm的關(guān)系，熟悉電極電勢的符號慣例。熟悉標準電極電勢及其應(yīng)用（包括氧化能力的估計，平衡常數(shù)的計算等）。對于所給的電池能熟練、正確地寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)并能計算其電動勢。明確溫度對電動勢的影響及rHm和rSm的計

13、算。了解分解電壓的意義。了解產(chǎn)生極化作用的原因。 （八）統(tǒng)計熱力學初步 了解用最概然分布的微觀狀態(tài)數(shù)代替整個體系的微觀狀態(tài)數(shù)的原因。明確配分函數(shù)定義及其物理意義。了解定位體系與非定位體系的熱力學函數(shù)的差別。了解平動、轉(zhuǎn)動、振動配分函數(shù)及其對熱力學函數(shù)的貢獻。 （九）界面現(xiàn)象 掌握表面吉布斯函數(shù)、表面張力的概念，了解表面張力與溫度的關(guān)系。掌握彎曲表面的附加壓力產(chǎn)生的原因及其與曲率半徑的關(guān)系，會使用楊拉普拉斯公式進行簡單計算。了解彎曲表面上的蒸氣壓，學會使用Kelvin公式。理解吉布斯吸附等溫式及各項的物理意義，并能進行簡單的計算。了解表面活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)特性、

14、表面活性劑的分類及其應(yīng)用。了解液固界面的鋪展與潤濕現(xiàn)象。理解氣固表面的吸附本質(zhì)、吸附等溫線的主要類型和吸附熱力學。 （十）化學動力學 掌握等容反應(yīng)速率的表示法、基元反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)分子數(shù)等基本概念。掌握具有簡單級數(shù)的反應(yīng)的速率方程和特征，并能夠由實驗數(shù)據(jù)確定簡單反應(yīng)的級數(shù)。對三種典型的復雜反應(yīng)（對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連串反應(yīng)），掌握其各自的特點，并能對其中比較簡單的反應(yīng)能寫出反應(yīng)速率與濃度關(guān)系的微分式。明確溫度、活化能對反應(yīng)速率的影響，理解阿侖尼烏斯經(jīng)驗式中各項的含義，計算Ea、A、k等物理量。掌握鏈反應(yīng)的特點。掌握穩(wěn)態(tài)近似法、平衡態(tài)法和速控步驟法等近似處理方法。理解碰撞理論和過渡狀態(tài)理論。了解溶液中反應(yīng)的特點和溶劑、電解質(zhì)對反應(yīng)速率的影響。了解催化反應(yīng)的特點和常見催化反應(yīng)的類型。了解光化學反應(yīng)的特點。 （十一）膠體化學 掌握膠體分散體系的動力性質(zhì)、光學性質(zhì)、電學性質(zhì)等方面的特點，能利用這些特點對膠體粒子大小、帶電情況等