2021湖南大學(xué)物理化學(xué)（工科）專業(yè)研究生考研考試大綱 正文

本考試大綱適用于報考湖南大學(xué)研究生院化工與應(yīng)化學(xué)類專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。《物理化學(xué)》是大學(xué)本科化工與應(yīng)化專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課。它是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門科學(xué)。物理化學(xué)課程的主要內(nèi)容包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、界面化學(xué)與膠體化學(xué)等。要求考生熟練掌握物理化學(xué)的基本概念、基本原理及計算方法，并具有綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。
　一、指導(dǎo)思想及大綱依據(jù)
　　1、指導(dǎo)思想
　　為正確、客觀、真實、公平的考核研究生入學(xué)前本科層次的物理化學(xué)基礎(chǔ)，為研究生入學(xué)選拔和今后的研究生教育提供依據(jù)，采用此大綱對考生進行物理化學(xué)知識水平考試。
　　2、大綱依據(jù)
　（1）天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編，物理化學(xué)(第五版)。高等教育出版社出版:北京，2009年
（2）中華人民共和國國家標準GB3102·8物理化學(xué)和分子物理學(xué)的量和單位。

二、考試題型
主要題型可能有：是非題、選擇題、填空題、簡答題、計算題、綜合題、作圖與析圖題等。
三、考試方式、考試所需時間和改卷方式
　　1、考試方式：書面筆答形式。
　　2、卷面總分：150分。
　　3、考試時間：3小時。
　　 4、改卷方式：封閉流水改卷。
四、考試內(nèi)容
（一）熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用
1、熱力學(xué)概論
2、熱力學(xué)第一定律
3、準靜態(tài)過程與可逆過程
4、焓
5、熱容
6、熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用
7、實際氣體
8、熱化學(xué)
9、赫斯定律
10、幾種熱效應(yīng)
11、反應(yīng)熱和溫度的關(guān)系 — 基爾霍夫定律

（二）熱力學(xué)第二定律
1、自發(fā)過程的共同特征 — 不可逆性
2、熱力學(xué)第二定律
3、卡諾定理
4、熵的概念
5、克勞修斯不等式與熵增加原理
6、熵變的計算
7、熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)和熵統(tǒng)計意義
8、亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能
9、變化的方向和平衡條件
10、G的計算示例
11、幾個熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系
12、單組分體系的兩相平衡 — 熱力學(xué)對單組分體系的應(yīng)用
13、多組分體系中物質(zhì)的偏摩爾量和化學(xué)勢
14、熱力學(xué)第三定律與規(guī)定熵

（三）溶液 — 多組分體系熱力學(xué)在溶液中的應(yīng)用
1、溶液組成的表示法
2、稀溶液中的兩個經(jīng)驗定律
3、混合氣體中各組分的化學(xué)勢
4、理想溶液的定義、通性及各組分的化學(xué)勢
5、稀溶液中各組分的化學(xué)勢
6、理想溶液和稀溶液的微觀說明
7、稀溶液的依數(shù)性
8、非理想溶液
9、分配定律 — 溶質(zhì)在兩互不相溶液相中的分配

（四）相平衡
1、多相體系平衡的一般條件
2、相律
3、單組分體系的相圖及其應(yīng)用
4、二組分體系的相圖及其應(yīng)用

（五）化學(xué)平衡
1、化學(xué)反應(yīng)的平衡條件和化學(xué)反應(yīng)的親和勢
2、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與等溫方程式
3、平衡常數(shù)的表示式
4、復(fù)相化學(xué)平衡
5、平衡常數(shù)的測定和平衡轉(zhuǎn)化率的計算
6、標準生成吉布斯自由能
7、溫度、壓力及惰性氣體對化學(xué)平衡的影響
8、同時平衡
9、反應(yīng)的耦合

（六）電解質(zhì)溶液
1、電化學(xué)的基本概念與法拉第定律
2、離子的電遷移和遷移數(shù)
3、電導(dǎo)
4、強電解質(zhì)溶液理論簡介

（七）可逆電池的電動勢及其應(yīng)用
1、可逆電池和可逆電極
2、電動勢的測定
3、可逆電池的書寫方法及電動勢的取號
4、可逆電池?zé)崃W(xué)
5、電動勢產(chǎn)生的機理
6、電極電勢和電池的電動勢
7、濃差電池和液體接界電勢的計算公式
8、電動勢測定的應(yīng)用
9、生物電化學(xué)

（八）電解與極化作用
1、分解電壓
2、極化作用
3、電解時電極上的反應(yīng)
4、金屬的電化學(xué)腐蝕、防腐與金屬的鈍化
5、化學(xué)電源

（九）化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)
1、化學(xué)反應(yīng)速率表示法和速率方程
2、具有簡單級數(shù)的反應(yīng)
3、幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)
4、溫度對反應(yīng)速率的影響
5、鏈反應(yīng)
6、擬定反應(yīng)歷程的一般方法
7、碰撞理論
8、過渡態(tài)理論
9、單分子反應(yīng)理論
10、溶液中進行的反應(yīng)
11、光化學(xué)反應(yīng)
12、催化反應(yīng)動力學(xué)

（十）界面現(xiàn)象
1、表面吉布斯自由能和表面張力
2、彎曲表面下的附加壓力和蒸氣壓
3、液體界面的性質(zhì)
4、不溶性表面膜
5、液-固界面現(xiàn)象
6、表面活性劑及其作用
7、固體表面的吸附
8、吸附速率 — 吸附和解吸速率方程式
9、氣-固相表面催化反應(yīng)

（十一）膠體分散體系和大分子溶液
1、膠體和膠體的基本特性
2、溶膠的制備和凈化
3、溶膠的動力性質(zhì)
4、溶膠的光學(xué)性質(zhì)
5、溶膠的電學(xué)性質(zhì)
6、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用
7、乳狀液
8、大分子概說
9、大分子的相對分子質(zhì)量
10、唐南平衡
11、天然大分子

五、考試要求
（一）熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用
明確熱力學(xué)的一些基本概念，如體系、環(huán)境、功、熱、變化過程等。掌握熱力學(xué)第一定律和內(nèi)能的概念。熟知功和熱正負號的取號慣例。明確準靜態(tài)過程與可逆過程的意義。掌握U及H都是狀態(tài)函數(shù)以及狀態(tài)函數(shù)的特性。熟練應(yīng)用熱力學(xué)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。熟練應(yīng)用生成焓、燃燒焓來計算反應(yīng)熱。會應(yīng)用赫斯定律和基爾霍夫定律。了解卡諾循環(huán)的意義。了解摩爾定壓、定容熱容的概念；了解節(jié)流過程的特點及焦耳-湯姆遜系數(shù)的定義與實際應(yīng)用。

（二）熱力學(xué)第二定律
明確熱力學(xué)第二定律的意義。掌握熱力學(xué)第二定律與卡諾定理的聯(lián)系。理解克勞修斯不等式的重要性。熟記熱力學(xué)函數(shù)U、H、S、F、G的定義，并了解其物理意義。明確G在特殊條件下的物理意義，會用它來判別變化的方向和平衡條件。熟練計算一些簡單過程的S、H和G，能利用范霍夫等溫式判別變化的方向。較熟練地運用吉布斯-亥姆霍茲公式、克拉貝龍方程式和克勞修斯-克拉貝龍方程式。明確偏摩爾量和化學(xué)勢的意義。了解熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容，明確規(guī)定熵值的意義、計算及其應(yīng)用。掌握熵增加原理和各種平衡判據(jù)。

（三）溶液 — 多組分體系熱力學(xué)在溶液中的應(yīng)用
熟悉溶液濃度的各種表示法及其相互關(guān)系。理解理想溶液、稀溶液與實際溶液三者的區(qū)別和聯(lián)系。掌握拉烏爾定律和亨利定律以及它們的應(yīng)用。理解理想體系（理想氣體、理想溶液、理想稀溶液）中各組分化學(xué)勢的表達式及其應(yīng)用。了解逸度和活度的概念及逸度系數(shù)、活度系數(shù)的簡單計算。了解如何利用牛頓圖求氣體的逸度系數(shù)。了解從微觀角度討論溶液形成時一些熱力學(xué)函數(shù)的變化。了解稀溶液依數(shù)性公式的推導(dǎo)，以及分配定律公式的推導(dǎo)，了解熱力學(xué)處理溶液的一般方法。

（四）相平衡
   明確相、組分數(shù)和自由度的概念，理解相律并掌握其簡單應(yīng)用。掌握杠桿規(guī)則在相圖中的應(yīng)用。掌握單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點。在雙液系中以完全互溶的雙液系為重點了解其p-x圖和T-x圖，了解蒸餾和精餾的基本原理。在二組分液-固體系中，以簡單低共溶物的相圖為重點，了解相圖的繪制及其應(yīng)用。

（五）化學(xué)平衡
能夠從化學(xué)勢的角度理解化學(xué)平衡的意義，理解并掌握化學(xué)反應(yīng)等溫式的意義與應(yīng)用。了解均相和多相反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式的區(qū)別。理解的意義，會用估計反應(yīng)發(fā)生的可能性。熟悉、、和間的關(guān)系。了解平衡常數(shù)與溫度、壓力的關(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(xué)函數(shù)的表值計算平衡常數(shù)。熟練掌握用熱力學(xué)方法計算化學(xué)反應(yīng)標準平衡常數(shù)。掌握反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率及體系平衡組成的計算。了解對同時平衡、反應(yīng)耦合、近似計算等的處理方法。

（六）電解質(zhì)溶液
明確電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及它們與溶液濃度的關(guān)系。熟悉離子獨立移動定律及電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用。了解遷移數(shù)與摩爾電導(dǎo)率、離子遷移率之間的關(guān)系。明確電解質(zhì)的離子平均活度系數(shù)的概念，并掌握其計算方法。了解強電解質(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。

（七）可逆電池的電動勢及其應(yīng)用
熟悉電化學(xué)慣用的電極電勢名稱和符號。熟悉標準電極電勢表的應(yīng)用。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)。能根據(jù)簡單的化學(xué)反應(yīng)來設(shè)計電池。掌握電極電勢及電動勢的計算；熟知標準電動勢E0與反應(yīng)平衡常數(shù)Ka的關(guān)系。明確溫度對電動勢的影響。掌握由電化學(xué)數(shù)據(jù)計算熱力學(xué)函數(shù)的變量、、等。了解電動勢產(chǎn)生的機理及電動勢測定法的一些應(yīng)用。

（八）電解與極化作用
明確極化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、極化的分類、極化的機理。理解超電勢、分解電壓等概念。了解超電勢在電解中的作用。能計算一些簡單的電解分離問題。了解金屬腐蝕的機理和各種防腐方法。了解化學(xué)電源的類型及應(yīng)用。

（九）化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)
掌握等容反應(yīng)速率的表示方法及其基元反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)、速率常數(shù)等概念。對于由簡單級數(shù)的反應(yīng)如零級、一級、二級，要掌握其速率公式（微分式和積分式）的各種特征并能夠由實驗數(shù)據(jù)確定簡單反應(yīng)的級數(shù)。對三級反應(yīng)有一般的了解。對三種復(fù)雜的典型反應(yīng)（對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)）要掌握其各自的特點，并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，理解阿累尼烏斯經(jīng)驗式中各項的含意，會計算Ea、A、k等物理量。掌握鏈反應(yīng)的特點及其速率方程的建立，會應(yīng)用穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設(shè)等近似處理方法。
了解化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的碰撞理論、過渡態(tài)理論和單分子反應(yīng)理論的基本內(nèi)容，會計算一些簡單基元反應(yīng)的速率常數(shù)。掌握、、、、與和指前因子A之間的關(guān)系。初步了解分子反應(yīng)動力學(xué)的常用實驗方法和該研究在理論上的意義。了解溶液中反應(yīng)的特點和溶劑對反應(yīng)的影響。理解光化學(xué)反應(yīng)的基本定律（光化當(dāng)量定律、量子產(chǎn)率）及量子產(chǎn)率的計算。了解催化反應(yīng)的特點，明確催化作用的基本原理和常見的催化反應(yīng)的類型。

（十）界面現(xiàn)象
明確表面吉布斯自由能、表面張力、接觸角的概念，了解表面張力與溫度的關(guān)系。明確彎曲表面的附加壓力產(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關(guān)系。會使用楊-拉普拉斯公式。了解彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，熟練掌握定量應(yīng)用開爾文公式，會用這個基本原理解釋常見的表面現(xiàn)象。理解吉布斯吸附等溫式的表示形式，各項的物理意義，并能應(yīng)用及作簡單計算。了解液-液、液-固界面的鋪展與潤濕情況。理解氣-固表面的吸附本質(zhì)及吸附等溫線的主要類型。掌握朗繆爾吸附理論要點。對弗倫德利希等溫式、BET多分子層吸附等溫式有初步了解。了解表面活性劑的特點、作用及大致分類。

（十一）膠體分散體系和大分子溶液
了解膠體分散體系的基本特性。掌握膠體分散體系在動力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)及電學(xué)性質(zhì)等方面的特點以及如何利用這些特點對膠體進行粒度大小、帶電情況等方面的研究并應(yīng)用于實踐。了解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點及電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響，會判斷電解質(zhì)聚沉能力的大小。了解乳狀液的種類、乳化劑的作用以及在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用。了解大分子溶液與溶膠的異同點。了解什么是唐南平衡，如何較準確地用滲透壓法測定電離大分子物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。了解聚合物相對分子質(zhì)量的種類及其測定方法。對天然大分子、凝膠的特點等有一個初步的概念。

湖南大學(xué)

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