博士研究生入學(xué)考試物理化學(xué)考試大綱

1、博士研究生入學(xué)考試物理化學(xué)考試大綱本物理化學(xué)考試大綱適用于報考化學(xué)工程及技術(shù)一級學(xué)科博士研究生入學(xué)考試。物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的重要分支，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)，是整個化學(xué)學(xué)科和化工學(xué)科的理論基礎(chǔ)。物理化學(xué)課程的主要內(nèi)容包括化學(xué)熱力學(xué)（統(tǒng)計(jì)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(jì)算方法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力。一、考試基本要求1熟練掌握化學(xué)熱力學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)理論，包括熱力學(xué)三大定律、化學(xué)平衡、相平衡、以及相應(yīng)的計(jì)算；2熟練掌握化學(xué)動力學(xué)，包括化學(xué)反應(yīng)速率方程，反應(yīng)機(jī)

2、理及反應(yīng)速率理論的基本知識和計(jì)算；3熟練掌握電化學(xué)的基礎(chǔ)理論，包括離子遷移、原電池、電解池、金屬腐蝕與防護(hù)等方面的知識和運(yùn)用基本理論解決實(shí)際問題和計(jì)算。4熟練掌握界面化學(xué)的內(nèi)容，包括表面張力及熱力學(xué)、拉普拉斯方程、開爾文公式、吸附熱力學(xué)等內(nèi)容；5掌握膠體化學(xué)方面的基本理論；6答題務(wù)必書寫清晰，過程必須詳細(xì)，應(yīng)注明物理量的符號和單位。7不在試卷上答題，解答一律寫在專用答題紙上，并注意不要書寫在答題范圍之外。 二、考試方式與時間博士研究生入學(xué)物理化學(xué)考試為筆試，閉卷考試，考試時間為180分鐘。三、考試主要內(nèi)容和要求（一） 氣體的PVT關(guān)系考試內(nèi)容 1、理想氣體狀態(tài)方程2、理想氣體混合物3、氣體的液

3、化及臨界參數(shù)4、真實(shí)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考試要求掌握理想氣體狀態(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(shí)際氣體的狀態(tài)方程（范德華方程）。了解實(shí)際氣體的液化和臨界性質(zhì)。了解對應(yīng)狀態(tài)原理與壓縮因子圖。（二） 熱力學(xué)第一定律考試內(nèi)容 1、熱力學(xué)基本概念2、熱力學(xué)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(shí)驗(yàn)，理想氣體的熱力學(xué)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(xué)計(jì)量數(shù)、反應(yīng)進(jìn)度和標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓10、由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓11、節(jié)流膨脹與焦耳湯姆遜效應(yīng)12、穩(wěn)流過

4、程的熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用考試要求明確熱力學(xué)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(xué)第一定律和內(nèi)能的概念。熟知功與熱正負(fù)號和取號慣例。明確準(zhǔn)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(xué)第一定律計(jì)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(jì)算反應(yīng)熱。會應(yīng)用蓋斯定律和基爾霍夫定律進(jìn)行一系列計(jì)算。了解卡諾循環(huán)的意義。（三） 熱力學(xué)第二定律考試內(nèi)容 1、卡諾循環(huán)2、熱力學(xué)第二定律3、熵、熵增原理4、單純pVT變化熵變的計(jì)算5、相變過程熵變的計(jì)算6、熱力學(xué)第三定律和化學(xué)變化過程熵變的計(jì)算7、亥

5、姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)8、熱力學(xué)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)系式考試要求明確熱力學(xué)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(dǎo)出熵函數(shù)的過程中，公式推導(dǎo)的邏輯推理。熟記熱力學(xué)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(yùn)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(jì)意義。了解熱力學(xué)第三定律，明確規(guī)定熵的意義、計(jì)算及其應(yīng)用。（四）多組分系統(tǒng)熱力學(xué)考試內(nèi)容 1、偏摩爾量2、化學(xué)勢3、氣體組分的化學(xué)勢4、拉烏爾定律和亨利定律5、理想液態(tài)混合物6、理想稀溶液7、

6、稀溶液的依數(shù)性8、逸度與逸度因子9、活度及活度因子考試要求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(shí)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(xué)勢的意義。掌握表示溶液中各組分化學(xué)勢的方法。了解稀溶液依數(shù)性公式推導(dǎo)和分配定律公式的推導(dǎo)和熱力學(xué)處理溶液問題的一般方法。（五）化學(xué)平衡考試內(nèi)容 1、化學(xué)反應(yīng)的等溫方程2、理想氣體化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)3、溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響4、其它因素對理想氣體化學(xué)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(shí)氣體反應(yīng)的化學(xué)平衡6、混合物和溶液中

7、的化學(xué)平街考試要求掌握反應(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(jì)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(jì)算方法。能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)的數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)。了解同時平衡、反應(yīng)耦合、近似計(jì)算等處理方法。（六）相平衡考試內(nèi)容 1、相律2、杠桿規(guī)則3、單組分系統(tǒng)相圖4、二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖5、二組分真實(shí)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

8、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-液平衡相圖考試要求（六） 相平衡掌握相、組分?jǐn)?shù)和自由度的定義。了解相律的推導(dǎo)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(diǎn)掌握P-X圖和T-X圖。在二組分液固體系中，以簡單共熔物的相圖為重點(diǎn)，掌握相圖的繪制及其應(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(xué)考試內(nèi)容 1、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理及法拉第定律2、離子的遷移數(shù)3、電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)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?zé)崃W(xué)7、電極電勢和液體接界電勢8、電極的種類9

9、、原電池設(shè)計(jì)舉例10、分解電壓11、極化作用12、電解時的電極反應(yīng)考試要求掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及其與溶液濃度的關(guān)系。了解離子獨(dú)立移動定律及電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用。熟悉遷移數(shù)與摩爾電導(dǎo)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)電極電勢及其應(yīng)用（包括氧化能力的估計(jì)，平衡常數(shù)的計(jì)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(jì)算其電動勢。明確溫度對電動勢的影響及rHm和rSm的計(jì)算。了解分解電壓的意義。了解產(chǎn)生極化作用的

10、原因。（八）統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)初步考試內(nèi)容 1、粒子各運(yùn)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(jì)算6、系統(tǒng)的熱力學(xué)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(xué)函數(shù)與配分函數(shù)的關(guān)系10、理想氣體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)考試要求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(xué)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(xué)函數(shù)的貢獻(xiàn)。（九）界面現(xiàn)象考試內(nèi)容 1、界面張力2、彎曲液面的附加壓力及其后果3

11、、固體表面4、液-固界面5、溶液表面考試要求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(jìn)行簡單計(jì)算。了解彎曲表面上的蒸氣壓，學(xué)會使用Kelvin公式。理解吉布斯吸附等溫式及各項(xiàng)的物理意義，并能進(jìn)行簡單的計(jì)算。了解表面活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)特性、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(xué)。（十）化學(xué)動力學(xué)考試內(nèi)容 1、化學(xué)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(fù)合反應(yīng)6、復(fù)合反應(yīng)速率的近

12、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(xué)13、催化作用的通性14、單相催化反應(yīng)15、多相催化反應(yīng)考試要求掌握等容反應(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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定簡單反應(yīng)的級數(shù)。對三種典型的復(fù)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(diǎn)，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(yàn)式中各項(xiàng)的含義，計(jì)算Ea、A、k等物理量。掌握鏈反應(yīng)的特點(diǎn)。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(diǎn)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(diǎn)和常見催化反應(yīng)的類型。了解光化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。（十一）膠體化學(xué)考試內(nèi)容 1、膠體系統(tǒng)的制備2、膠體系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)3、肢體系統(tǒng)的動力性質(zhì)4、溶膠系統(tǒng)的電學(xué)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考試要求掌握膠體分散體系的動力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面的特點(diǎn)，能利用這些特點(diǎn)對膠體粒子大小、帶電情況等方面分析并能應(yīng)用于實(shí)踐。了解溶膠穩(wěn)定性特點(diǎn)及電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響，能判斷電解質(zhì)聚沉能力的大