攻讀碩士研究生《物理化學(xué)》課程考試大綱

1、攻讀碩士研究生物理化學(xué)課程考試大綱適用專業(yè)：材料與化學(xué)工程系、生物工程系各專業(yè) 第一部分 本課程的任務(wù)物理化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科的一個分支，是從化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象的聯(lián)系去尋找化學(xué)變化規(guī)律的學(xué)科，用物理的理論及實驗方法來研究化學(xué)的一般理論問題。主要包括三方面的內(nèi)容：一、化學(xué)熱力學(xué)；二、化學(xué)動力學(xué)；三、物質(zhì)結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)物理化學(xué)對以后學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下堅實的理論基礎(chǔ)。第二部分 教學(xué)大綱一、 課程性質(zhì)和目的物理化學(xué)研究化學(xué)反應(yīng)遵循的基本原理，是整個化學(xué)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，不僅可以掌握有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方向和限度，化學(xué)反應(yīng)的能量改變，化學(xué)反應(yīng)的平衡組成，化學(xué)反應(yīng)的機理和速率，多相平衡體系及界面特征等

2、方面的知識。同時它對于學(xué)生科研綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，實驗動手能力和創(chuàng)新能力的提高,起著至關(guān)重要的作用。該課程將為各專業(yè)學(xué)生后繼專業(yè)課的提高學(xué)習(xí)提供重要的理論基礎(chǔ)，也為他們今后從事新材料、新藥物的合成，新能源、新產(chǎn)品的開發(fā)，新的工藝過程設(shè)計等起重要指導(dǎo)作用。二、課程教學(xué)內(nèi)容（一）緒論1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、學(xué)習(xí)物理化學(xué)的基本方法。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、物理化學(xué)的基本概略。（二）氣體的PVT性質(zhì)1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、理想氣體的狀態(tài)方程和理想氣體混合物的性質(zhì)。(2)、道爾頓分壓定律和阿馬格分體積定律。2、要求了解的內(nèi)容有：真實氣體狀態(tài)方程及真實氣體的性質(zhì)。

3、（三）熱力學(xué)第一定律1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、系統(tǒng)與環(huán)境、性質(zhì)與狀態(tài)、過程與途徑、熱力學(xué)平衡態(tài)和熱和功等基本概念，狀態(tài)函數(shù)及數(shù)學(xué)特征。(2)、內(nèi)能和焓的物理意義。(3)、理想氣體的內(nèi)能和焓的特征，熟練掌握理想氣體簡單狀態(tài)變化過程熱效應(yīng)和體積功的計算。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、熱力學(xué)第一定律。(2)、熱力學(xué)第一定律的表述，熟練掌握封閉體系熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達式。（四）熱力學(xué)第二定律1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、可逆過程和自發(fā)過程的概念及意義，卡諾循環(huán)和卡諾定理以及在第二定律建立過程中的作用，準確理解熱力學(xué)第二定律的兩種表述。(2)、克勞修斯不等式及熵增原理

4、和熵判據(jù)，熟練掌握理想氣體簡單PVT變化過程熵變的計算方法。(3)、A和G的計算方法。(4)、理解吉布斯方程的使用條件，熟悉麥克斯韋關(guān)系及重要的熱力學(xué)關(guān)系式，掌握用可測量代換不可測量的處理方法。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、熵函數(shù)的導(dǎo)出方法，理解熵變的定義。(2)、了解亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)的定義，作為過程自發(fā)進行方向和限度判據(jù)的條件。（五） 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、廣義化學(xué)勢及影響化學(xué)勢的因素。(2)、理想氣體的化學(xué)勢的表示方法和標準態(tài)的規(guī)定。(3)、拉烏爾定律和亨利定律的表述，熟練掌握有關(guān)計算。(4)、掌握理想溶液的定義、各組分化學(xué)勢的表示式及標準態(tài)規(guī)

5、定，掌握理想溶液的混合熱力學(xué)性質(zhì)，稀溶液的依數(shù)性公式的導(dǎo)出，熟練掌握其相關(guān)計算。 2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、偏摩爾量與化學(xué)勢的定義及物理意義，利用化學(xué)勢處理平衡問題的一般步驟，熱力學(xué)關(guān)系式在多組分體系中的擴展。(2)、多組分系統(tǒng)組成的表示方法（量分數(shù)、物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度）。(3)、了解非理想氣體的化學(xué)勢的表達式及標準態(tài)規(guī)定。(4)、理想稀溶液中各組分的化學(xué)勢的表示及標準態(tài)規(guī)定。（六）化學(xué)平衡1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)進度的定義，掌握標準摩爾反應(yīng)焓、標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓、鍵焓的定義的數(shù)據(jù)獲取方法，能熟練地應(yīng)用標

6、準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓及鍵焓數(shù)據(jù)計算化學(xué)反應(yīng)的標準摩爾反應(yīng)焓，理解基爾霍夫公式的導(dǎo)出方法，掌握反應(yīng)摩爾焓變與溫度的關(guān)系，并能計算非等溫條件下的摩爾反應(yīng)焓。(2)、熱力學(xué)第三定律的表述，理解物質(zhì)的規(guī)定熵和標準熵并能熟練地用標準熵計算標準摩爾反應(yīng)熵，掌握反應(yīng)摩爾熵與溫度的關(guān)系。(3)、理解化學(xué)反應(yīng)的方向和平衡的化學(xué)勢判據(jù)，掌握化學(xué)反應(yīng)等溫方程式，掌握標準平衡常數(shù)的定義及標準平衡常數(shù)的熱力學(xué)計算方法，熟練掌握化學(xué)平衡的相關(guān)計算。(4)、影響化學(xué)平衡的各種（溫度、壓力、惰性氣體）因素，能定性討論影響結(jié)果并作定量計算。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、多相平衡及平衡常數(shù)的表示方法，理解分解壓力、分解溫

7、度的定義及掌握相關(guān)的計算。(2)、了解各實驗平衡常數(shù)的表示法及與標準平衡常數(shù)的相互換算。（七）相平衡1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、理解相、相變、相變焓的概念，掌握相變焓的計算原則和方法；掌握可逆相變過程和不可逆相變過程的相變熵的計算方法，相變熵與溫度的關(guān)系及相變過程的自發(fā)性判據(jù)。(2)、相、自由度、獨立組分數(shù)的概念及定義，了解相律的推導(dǎo)方法，并能應(yīng)用相律對相圖進行分析或預(yù)測相分離特點。(3)、用克拉佩龍、克拉佩龍克勞修斯方程計算純物質(zhì)的兩相平衡的T，P關(guān)系。(4)、掌握杠桿規(guī)則，應(yīng)用于平衡兩相數(shù)量的計算，掌握固相完全不互溶、固相部分互溶、固相完全互溶體系的固液平衡相圖分析及分離特

8、點。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、了解克拉佩龍方程的導(dǎo)出方法，了解單組分系統(tǒng)相圖（以水為例）的特點。(2)、了解二組分系統(tǒng)的固液平衡相圖的繪制方法：熱分析法。 （八）電化學(xué)1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、電解質(zhì)溶液的平均活度和平均活度系數(shù)的定義，能用德拜-休克爾公式計算稀溶液中電解質(zhì)離子的平均活度系數(shù)。(2)、可逆電池的熱力學(xué)特征及研究意義，(3)、掌握電池的圖示，電極電勢符號的規(guī)約，根據(jù)電池的圖示寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。掌握由可逆電池電動勢計算電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)和標準平衡常數(shù)等。(4)、熟練掌握電池電動勢的熱力學(xué)計算方法。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、了解電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理，

9、理解法拉弟定律。(2)、了解電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的定義、相互關(guān)系、影響因素、測定方法及應(yīng)用，了解離子遷移數(shù)的定義、測定方法及應(yīng)用。 (3)了解電解質(zhì)離子的平均活度系數(shù)的實驗測定方法，了解電解質(zhì)離子的平均活度系數(shù)與離子強度的關(guān)系。(4)了解電化學(xué)系統(tǒng)，了解電池電動勢產(chǎn)生的機理及電動勢的測定方法；了解濃差電池、了解液體接界電勢產(chǎn)生的原因及消除方法。（九） 界面現(xiàn)象1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、表面吉布斯函數(shù)的物理意義，理解表面張力的概念及影響表面張力的因素，了解純液體表面熱力學(xué)基本方程及應(yīng)用。(2)、拉普拉斯公式和彎曲液面平衡蒸汽壓的計算公式。(3)、掌握吉布斯吸附等

10、溫式并應(yīng)用于計算表面過剩量和吸附分子截面積。(4)、朗繆爾吸附等溫式。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、了解彎曲液面的附加壓力產(chǎn)生的原因，了解鋪展與潤濕的熱力學(xué)判據(jù)及應(yīng)用，了解毛細現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。 (2)、了解溶液界面吸附的現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，。了解表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征，表面活性劑界面吸附和形成膠束的特征。(3)、了解固體的表面吸附現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，了解兩類吸附的異同，了解弗羅因德利希吸附等溫式，了解朗繆爾等溫吸附理論。（十） 化學(xué)動力學(xué)1、要求深刻掌握與理解的重點內(nèi)容有：(1)、化學(xué)反應(yīng)速率的定義，基元反應(yīng)和復(fù)雜反應(yīng)機理差異，能由質(zhì)量作用定律得出基元反應(yīng)的速率方程。(2)、簡單級數(shù)反應(yīng)速率方程的微分式和積分形式，能熟練地運用于計算反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)的半衰期及不同時刻的轉(zhuǎn)化率或濃度。(3)、理解阿累尼烏斯公式的各種表達形式，并能熟練地進行溫度對反應(yīng)速率影響的相關(guān)計算，理解活化能的定義及物理意義。 (4)、表觀速率方程的參數(shù)確定的各種方法：微分法、積分法、半衰期法。2、要求了解的內(nèi)容有：(1)、了