《物理化學》考試大綱

    一、試卷滿分及考試時間

    試卷滿分：150分?？荚嚂r間：3小時。

    二、試題題型結(jié)構(gòu)

    選擇題；填空題；判斷題；計算題；問答題等。

    三、參考書

    （1）傅獻彩、陳瑞華編《物理化學》（高等教育出版社，第五版）。

    （2）中華人民共和國國家標準GB3102·8物理化學和分子物理學的量和單位。

    四、考試內(nèi)容

    主要包括基本概念與基本知識、基本定律與基本理論、基本計算與基本方法的形式。

    第一章　熱力學第一定律

    一、基本概念與基本知識

    體系與環(huán)境；強度性質(zhì)與容量性質(zhì)；狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、狀態(tài)方程式；過程、途徑、過程量；可逆過程和不可逆過程；熱、功、熱力學能、焓；熱容；反應進度；熱效應、標準生成熱、標準燃燒熱；積分溶解熱、微分溶解熱；鍵焓、鍵解離能；焦—湯效應、焦—湯系數(shù)等。

    二、基本定律與基本理論

    熱力學第一定律的文字表述及數(shù)學表達式；蓋斯定律、基爾戈夫定律；熱力學第一定律對簡單狀態(tài)變化過程的分析；熱力學第一定律對相變過程的分析；熱力學第一定律對化學變化的分析；理想氣體的熱力學特征。

    三、基本計算與基本方法

    在298.15K時的熱力學計算；其它溫度下的熱力學計算；簡單狀態(tài)變化過程中Q、W、△U、△H的計算；相變過程中Q、W、△U、△H的計算；化學變化過程中Q、W、△U、△H的計算。

    第二章　熱力學第二定律

    一、基本概念與基本知識

    過程方向與限度；卡諾循環(huán)，熱機效率；熱溫商、熵、規(guī)定熵；吉布斯自由能，赫姆霍斯自由能；及特定條件下△G與△A的物理意義。

    二、基本定律與基本理論

    熱力學第二定律的表述及數(shù)學表達式；卡諾原理；熵增加原理；過程方向與限度的判斷；熱力學第二定律對絕熱簡單狀態(tài)變化過程的分析；熱力學第二定律對非絕熱簡單狀態(tài)變化（等溫、等壓及等容等）過程的分析；熱力學第二定律對相變過程的分析；熱力學第二定律對化學變化過程的分析；熱力學第三定律；熱力學基本方程式；特征偏微商（含吉—亥公式）；Maxwell關(guān)系式等。

    三、基本計算與基本方法

    熱機效率、卡諾循環(huán)的計算；簡單狀態(tài)變化的熱力學函數(shù)Q、W、△U、△H、△S、△G、△A計算；相變過程的熱力學函數(shù)Q、W、△U、△H、△S、△G、△A計算；化學變化過程的熱力學函數(shù)Q、W、△U、△H、△S、△G、△A計算；規(guī)定熵的計算；熱力學關(guān)系式的證明或推導。

    第三章　溶液——多組分體系熱力學在溶液中的應用

    一、基本概念與基本知識

    偏摩爾量；化學勢；理想液態(tài)混合物、理想稀溶液；體系中各物質(zhì)的標準態(tài)。

    二、基本定律與基本理論

    偏摩爾的集合公式、Gibbs-Duhem公式；化學勢隨P、T的變化；拉烏爾定律與亨利定律；溶液中各物質(zhì)的化學勢表達式；混合過程中體系熱力學性質(zhì)的變化；稀溶液的依數(shù)性。

    三、基本計算與基本方法

    理想液態(tài)混合物平衡氣、液相組成的計算；有關(guān)液態(tài)混合過程中體系熱力學函數(shù)改變量的計算；稀溶液依數(shù)性有關(guān)的計算；由蒸氣壓數(shù)據(jù)和相平衡原理計算液相體系中物質(zhì)的活度；有關(guān)化學勢改變的計算。

    第四章　相平衡

    一、基本概念與基本知識

    相、物種數(shù)、獨立組分數(shù)、自由度；相點、物系點、結(jié)線、液相線、氣相線、固相線；恒沸混合物、低共熔混合物、固熔體；臨界會溶溫度、相合熔點、不相合熔點、轉(zhuǎn)熔溫度；穩(wěn)定化合物、不穩(wěn)定化合物；步冷曲線；單組分體系的P—T圖；雙液體系的T—X圖及P—X圖（完全互溶、部分互溶、完全不互溶）；二元凝聚體系的T—X圖（簡單低共熔、形成穩(wěn)定化合物、形成不穩(wěn)定化合物、完全互溶、部分互溶、完全不互溶）；三液體系相圖；水—鹽三元體系相圖（包括簡單、生成水合物及復鹽）。

    二、基本定律與基本理論

    相平衡的熱力學條件；相律；Clapeyron方程及Clapeyron-Clausius方程；分配定律；杠桿規(guī)則；特魯頓規(guī)則；分餾及水蒸氣蒸餾原理。

    三、基本計算與基本方法

    互成平衡的相相對量的計算；有關(guān)相數(shù)、獨立組分數(shù)和自由度的計算；單組分兩相平衡體系P—T關(guān)系的計算；熱分析法及二元相圖的繪制；溶解度法及二元相圖的繪制；簡單的三組分相圖；相圖用于分離、提純的計算等。

    第五章　化學平衡

    一、基本概念與基本知識

    化學反應吉布斯自由能（dG/dξ）T，P；化學親和勢A=-∑νBμB；化學反應的△rG0m和△rGm；物質(zhì)的標準生成吉布斯自由能；各種平衡常數(shù)的表達式及它們之間的關(guān)系；固體的分解壓及分解溫度。

    二、基本定律與基本理論

    化學平衡的熱力學條件；化學反應等溫方程式；溫度對平衡的影響；各種因素對反應方向及平衡產(chǎn)率的影響。

    三、基本計算與基本方法

    平衡常數(shù)與平衡混合物組成的計算（含同期平衡）；由參加反應各物質(zhì)的熱力學性質(zhì)

    （△fG0m；△fH0m，S0m，Cp,m等）計算化學反應的△rG0m與△rGm；固體分解壓，分解溫度的計算。

    第六章　統(tǒng)計熱力學基礎(chǔ)

    一、基本概念與基本知識

    統(tǒng)計熱力學的基本假設(shè)；定位系統(tǒng)與非定位系統(tǒng)；簡并態(tài)與非簡并態(tài)；配分函數(shù)。

    二、基本定律與基本理論

    玻茲曼統(tǒng)計；最概然分布。

    三、基本計算與基本方法

    最概然分布計算；分子平動、轉(zhuǎn)動和振動配分函數(shù)計算；理想氣體簡單分子的熱力學狀態(tài)函數(shù)計算。

    第七章　電解質(zhì)溶液

    一、基本概念與基本知識

    電導、電導率、摩爾電導率；離子遷移數(shù)、離子電導率、離子淌度；電解質(zhì)活度、離子平均活度、平均活度系數(shù)。

    二、基本定律與基本理論

    濃度、溫度對電導、電導率、摩爾電導率的影響；離子獨立移動定律；得拜—尤格爾離子互吸理論、離子氛模型。

    三、基本計算與基本方法

    電導的測定方法及有關(guān)計算；遷移訴的測定方法及有關(guān)計算；離子強度、用D—H公式計算以及γ±；異離子效應對溶解度的計算；電導測定的應用。

    第八章　可逆電池的電動勢及其應用

    一、基本概念與基本知識

    原電池、電解池、電極命名；可逆與不可逆電池、化學電池、濃差電池、單液與雙液電池、標準電池；相間電勢差、接觸電勢、液接電勢、鹽析；可逆電極分類及常見電極的使用。

    二、基本定律與基本理論

    電極電勢、標準電極電勢；可逆電池熱力學；電動勢及其測定原理、能斯特方程。

    三、基本計算與基本方法

    根據(jù)電池符號書寫電極和電池反應，根據(jù)要求設(shè)計電池；各類電極的電極電勢的計算；各類電池電動勢的計算；應用電化學方法測定、計算熱力學函數(shù)；應用電化學方法計算各類平衡常數(shù)；電動勢測定的其它應用pH測定、γ±測定等。

    第九章　電解與極化作用

    一、基本概念與基本知識

    電解現(xiàn)象、分解電壓；極化、極化曲線、超電勢；化學電源、金屬的電化學腐蝕、防腐方法、腐蝕電流。

    二、基本定律與基本理論

    電化學極化、氫超電勢理論；塔菲爾公式、濃差極化、析出電勢與析出順序。

    三、基本計算與基本方法

    與法拉第電解定律有關(guān)的計算；實際析出電勢的計算及電極反應的判斷。

    第十章　化學動力學基礎(chǔ)（一）

    一、基本概念與基本知識

    反應速率、速率常數(shù)；速率方程、動力學方程；基元反應、基元步驟、反應分子數(shù)；基元反應活化能、反應級數(shù)；半衰期；活化能和表觀活化能、指前因子；對峙反應、平行反應、連續(xù)反應；直鏈反應、支鏈反應；反應機理、決速步驟、確定反應機理的主要步驟等。

    二、基本定律與基本理論

    具有簡單級數(shù)的反應的動力學特征；溫度對反應速率的影響、Arrhenius方程；各類典型復雜反應的動力學特征；穩(wěn)態(tài)近似與平衡假設(shè)。

    三、基本計算與基本方法

    具有簡單級數(shù)反應的動力學計算；速率常數(shù)、半衰期的計算方法；反應級數(shù)及活化能的實驗測定；與Arrhenius方程有關(guān)的計算；由反應機理書寫和推導速率方程；復雜反應表觀活化能及基元反應活化能估算；典型復雜反應的動力學計算。

    第十一章　化學動力學基礎(chǔ)（二）

    一、基本概念與基本知識

    碰撞直徑、碰撞截面、碰撞參數(shù)、閾能、碰撞數(shù)、有效碰撞數(shù)、有效碰撞分數(shù)、幾率因子、頻率因子；勢能面、勢能壘活化絡合物、活化焓△rH≠m、活化熵△rS≠m、活化吉布斯自由能△rG≠m等；催化的基本名詞、術(shù)語和催化作用；光化學的基本名詞。

    二、基本定律與基本理論

    質(zhì)量作用定律；氣相反應簡單碰撞理論要點及基本公式；過渡態(tài)理論要點及基本公式；林得曼單分子反應理論；溶液中反應的動力學特征（含離子強度的影響）；表面質(zhì)量作用定律在多相催化反應中的應用；表面反應為決速步驟的反應的動力學特征；光化學第一定律和第二定律；光化反應動力學特征。

    三、基本計算與基本方法

    簡單碰撞理論中碰撞數(shù)，有效碰撞分數(shù)和速率常數(shù)的計算；過渡態(tài)理論中△rH≠m、

    △rS≠m及Ea的計算；量子產(chǎn)率的計算；有關(guān)催化反應表觀活化能等的計算。

    第十二章　界面現(xiàn)象

    一、基本概念與基本知識

    比表面（分散度）、比表面吉布斯自由能表面功、表面張力；吸附作用（物理吸附、化學吸附、吸附量；吸附熱、吸附曲線、吉布斯吸附超量）；表面活性劑（分類、性質(zhì)、膠束、CMC值、HLB值）；潤濕、鋪展、接觸角、毛細現(xiàn)象。

    二、基本定律與基本理論

    單分子吸附理論（朗格繆爾吸附）；BET多分子層吸附理論；弗蘭得里希吸附等溫式；

    吉布斯吸附等溫式；彎曲液面的附加壓力Laplace公式；彎曲液面蒸氣壓、Kelvin公式及介穩(wěn)現(xiàn)象。

    三、基本方法與基本計算

    表面熱力學的有關(guān)計算；吸附等溫式的有關(guān)計算（吸附等溫式中常數(shù)的確定、比表面、吸附量、表面層分子截面積）；與曲率半徑有關(guān)的計算（附加壓力蒸氣壓、溶解度）。

    第十三章　膠體分散體系及大分子溶液

    一、基本概念與基本知識

    分散相、分散介質(zhì)、各種分散體系；溶膠的基本特征與膠團結(jié)構(gòu)；布郎運動、擴散、沉降、沉降平衡；丁達爾現(xiàn)象、光的散射；電泳、電滲、電動現(xiàn)象、ζ電勢；大分子對溶膠的保護作用、敏化作用；溶膠的制備與凈化；大分子溶液特征、大分子溶液粘度與相對平均分子質(zhì)量（數(shù)均、質(zhì)均、粘均）。

    二、基本定律與基本理論

    膠團結(jié)構(gòu)的雙電層理論；膠體穩(wěn)定性理論（DLVO理論）；膠體聚沉規(guī)律（叔采哈代規(guī)律、感膠離子序）；光散射的雷萊公式；沉降速率公式及高度分布律；大分子溶液的滲透壓與唐南平衡。

    三、基本方法與基本計算

    利用溶膠動力學性質(zhì)進行有關(guān)計算；ζ電勢的計算；大分子溶質(zhì)相對平均分子量的測定；大分子溶液的滲透壓及唐南平衡的有關(guān)計算。

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