2021湖南大學物理化學專業(yè)研究生考研考試大綱 正文

一、基本內容：
物理化學是從化學現(xiàn)象和物理現(xiàn)象相關聯(lián)的角度去尋找化學變化規(guī)律的一門學科，注重運用物理的理論和實驗方法來研究化學變化的一般理論問題，是化學學科的理論基礎。物理化學課程主要包括化學熱力學，化學動力學，統(tǒng)計熱力學，相平衡，電化學，表面化學和膠體化學。
二、課程考試的基本要求
考生應比較牢固地掌握物理化學的基本概念，注重領會物理化學解決實際問題的科學方法，努力學會運用所學理論解釋及解決實際問題。
在有關的計算和表述中，應注意采用國家標準單位制（SI制）。
考試基本要求按深入的程度分為“掌握”(或“會用”) “理解”(或“明了”) 和 “了解”三個層次。
第一章  氣體分子運動理論與實際氣體
（1） 掌握理想氣體狀態(tài)方程和理想氣體的模型；
（2） 理解實際氣體范德華方程的修正思路及方程；理解實際氣體臨界性質和對應狀態(tài)原理；理解臨界參數(shù)的含義；
（3）了解實際氣體狀態(tài)方程的引出或修正思路:
①引入壓縮因子Z，修正理想氣體狀態(tài)方程；
② 引入 p、V 修正項，修正理想氣體狀態(tài)方程；
③ 使用經驗公式，如維里方程，描述壓縮因子Z；
（4）掌握用普適化壓縮因子圖計算氣體的狀態(tài)參數(shù)。
第二章  熱力學第一定律及應用
（1） 理解熱力學的基本概念，如系統(tǒng)、環(huán)境、狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、熱力學標準態(tài)、可逆與不可逆過程、過程與途徑等；
（2） 理解熱和功是能量的兩種形式；
（3） 掌握熱力學第一定律的基本內容；
（4） 掌握可逆過程和最大功這兩個概念；并掌握各種過程中體積功，熱和熱力學能的計算；
（5） 理解焓的意義，掌握恒容熱、恒壓熱和熱容等基本概念，并能在計算中靈活應用；
（6） 了解卡諾循環(huán)的意義以及理想氣體在卡諾循環(huán)過程中功、熱和熱力學能的計算；
（7） 理解實際氣體Joule-Thomson 效應；
（8） 理解等容熱效應與等壓熱效應的差別，掌握反應進度的概念，理解標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓的基本概念，會應用標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓進行熱化學計算；
（9）了解Hess定律，掌握反應焓變與溫度的關系的計算—基爾霍夫定律。
第三章 熱力學第二定律與熱力學基本函數(shù)
（1） 了解自發(fā)過程的共同特征，掌握熱力學第二定律的意義；
（2） 了解卡諾定理和熱力學第二定律的關系，掌握熵的概念，理解克勞修斯不等式的重要性；
（3） 理解熱力學第二定律的本質和熵的統(tǒng)計意義；
（4） 了解熱力學第三定律和規(guī)定熵的概念；
（5） 掌握吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的定義，理解吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的物理意義；
（6） 掌握一些簡單過程S，A和G的計算和如何設計可逆過程；
（7） 掌握熱力學基本方程及麥克斯韋關系式，掌握特性函數(shù)概念，了解熱力學基本方程和麥克斯韋關系式的簡單應用；
（8） 理解吉布斯－亥姆霍茲公式。
第四章 多組分系統(tǒng)熱力學與化學勢
（1） 掌握偏摩爾量與化學勢的定義，了解它們之間的差別和在多組分系統(tǒng)中引入偏摩爾量和化學勢的意義；
（2） 掌握理想氣體化學勢的表示式及其標準態(tài)的含義， 理解非理想氣體化學勢的表達式；
（3） 了解氣體逸度的定義和逸度的幾種求算方法；
（4） 掌握Henry定律和Raoult定律的應用；了解它們的適用條件和不同之處；
（5） 了解混合物與溶液的區(qū)別，掌握理想液態(tài)混合物和理想稀溶液中各組分的化學勢公式，明確標準態(tài)的選擇；了解理想液態(tài)混合物的通性；
（6） 理解溶液的依數(shù)性；掌握利用依數(shù)性計算未知物的摩爾質量；
（7） 了解真實液態(tài)混合物與真實溶液中各組分化學勢的計算公式，理解活度和活度因子兩個概念。
第五章 相平衡熱力學
（1） 掌握相、組分數(shù)和自由度等相平衡中的基本概念；了解相律的推導過程、掌握相律在相圖中的應用；
（2） 掌握并能熟練應用克拉佩龍方程、克勞修斯－克拉佩龍方程；
（3） 了解繪制相圖的常用的幾種方法，理解根據(jù)熱分析數(shù)據(jù)繪出的步冷曲線進而繪出相圖或由相圖繪出步冷曲線；
（4） 掌握單組分、二組分和三組分系統(tǒng)的一些典型相圖，理解相圖中各相區(qū)、線和特殊點所代表的意義，了解其自由度的變化情況；
（5） 掌握杠桿規(guī)則及其應用。
第六章 化學平衡與標準平衡常數(shù)
（1） 了解如何由熱力學熱力學平衡條件導出化學反應等溫方程，掌握化學反應等溫方程式應用；
（2）了解如何由化學勢導出標準平衡常數(shù)；掌握標準平衡常數(shù)與化學反應標準Gibbs能變之間的關系；掌握標準摩爾吉布斯自由能的求算和應用；熟練掌握平衡常數(shù)和平衡組成的計算。
（3） 理解溫度、壓力和惰性氣體對平衡組成影響，從而進一步理解化學平衡移動規(guī)律；
（4） 了解同時平衡、反應耦合等幾個與化學平衡相關的問題。
第七章 統(tǒng)計熱力學基礎
（1） 了解統(tǒng)計系統(tǒng)的分類；理解統(tǒng)計熱力學的基本假設；
（2） 理解玻爾茲曼能量分布及其適用條件。
（3） 理解配分函數(shù)的定義及其物理意義。掌握用配分函數(shù)計算簡單分子的熱力學函數(shù)，掌握理想氣體簡單分子平動熵的計算。
第八章 電化學基礎
（1） 掌握電化學的基本概念和法拉第定律，了解遷移數(shù)意義和常用的測定方法；
（2） 理解電導、電導率、摩爾電導率、極限摩爾電導率、離子摩爾電導率的概念及它們和濃度的關系；
（3） 理解離子獨立運動定律，掌握測定電導的一些應用；
（4） 理解離子強度、離子活度、離子平均活度和平均活度系數(shù)的概念； 掌握其計算方法；
（5） 了解電解質溶液的德拜—休克爾互吸理論和昂薩格電導理論的基本觀點，掌握德拜—休克爾極限公式的計算；
（6） 理解可逆電池和不可逆電池的概念，掌握電池圖式的表示方法，了解電動勢產生機理；了解對消法測定電動勢的基本原理和標準電池的作用；
（7） 掌握可逆電極的種類，能夠熟練寫出有關的電極反應和電池反應，并能根據(jù)所給化學反應設計電池；
（8） 掌握電池和電極電勢的能斯特方程；
（9） 掌握電池反應的熱力學函數(shù)ΔrG、ΔrS、ΔrH和平衡常數(shù)的計算以及電動勢測定的主要應用；
（10）理解分解電壓的意義和用途；理解極化作用產生的原因和極化的分類；理解超電勢和極化曲線的概念；
（11）理解原電池和電解池的極化曲線中電流密度與極化電勢的關系；
（12）掌握用計算的方法判斷在兩個電極上首先發(fā)生反應的物質。
第九章 化學動力學基礎
（1） 理解反應速率的表示法和基元反應、非基元反應、反應級數(shù)、反應分子數(shù)和速率常數(shù)這些基本的概念；
（2） 掌握基元反應的質量作用定律和非基元反應速率的表示方法；
（3） 掌握零級、一級、二級和三級反應的動力學方程及動力學特征，掌握確定反應級數(shù)的方法；掌握利用速率方程計算速率常數(shù)和半率期等計算；
（4） 掌握Arrhenius經驗公式的各種表達形式，理解活化能的意義，理解溫度、活化能對反應速率的影響；
（5） 了解碰撞理論與過渡態(tài)理論的基本論點，了解公式推導思路，并了解Arrhenius經驗活化能、碰撞理論活化能(閾能)以及過渡態(tài)理論活化能的概念以及三者的關系；
（6） 掌握對峙反應、平行反應和連串反應的特點；
（7） 掌握用控制步驟法，穩(wěn)態(tài)近似法和平衡近似法等近似方法從復雜的反應機理推導出速率方程；
（8） 掌握鏈反應的特征與爆炸反應的機理，了解探索反應機理的一般方法。
第十章 表面化學
（1） 理解表面自由能、表面張力、表面功的概念，了解表面張力與溫度的關系；
（2） 了解潤濕的種類，掌握楊氏方程的應用；
（3） 掌握Young-Laplace 和Kelvin公式并能運用該公式解釋一些實際現(xiàn)象；
（4） 理解化學吸附和物理吸附的區(qū)別，理解吸附量的定義，了解各種吸附曲線形式；了解影響固體吸附的主要因素；
（5） 理解氣－固表面吸附的本質，掌握氣－固表面的Langmuir吸附等溫式的理論要點，了解Freundlich吸附等溫式和BET公式，了解BET公式的應用；
（6） 理解溶液表面的吸附現(xiàn)象，并掌握吉布斯吸附等溫式的表示形式及各項的物理意義，會用吉布斯等溫式作簡單計算；
（7） 理解表面活性物質的概念，了解表面活性分子在吸附層中的定向排列行為；了解
表面活性劑的大致分類以及其重要作用；
第十一章 膠體分散系統(tǒng)與大分子溶液
（1） 掌握分散系統(tǒng)的分類；理解膠體、溶液、憎液溶膠和親液溶膠等基本概念；了解溶膠的凈化
（2）理解溶膠的動力性質、光學性質與電性質；
（3）了解膠體粒子帶電原因、掌握溶膠膠團結構、雙電層結構和電動勢的概念；
（4）了解膠體穩(wěn)定性；掌握電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響，會判斷電解質聚沉能力的大??；
（5）了解高分子溶液的性質，理解唐南平衡，掌握滲透壓法測定高分子摩爾質量的方法。

參考教材：
1、傅獻彩等編，《物理化學》（第五版），高等教育出版社，2005.7
2、物理化學學科編，《精編物理化學講義》，湖南大學印刷，2014
3、天津大學編，《物理化學》（第五版），高等教育出版社，2009.5
4、彭笑剛著. 《物理化學講義》，北京：高等教育出版社，2012.10
5、韓德剛等編，《物理化學》，高等教育出版社，2001.7
6、P.Atkins, J.Paula. Physical Chemistry, 7th ed. New York, Oxford University Press Inc., 2002

湖南大學

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