2020年上?？萍即髮W碩士招生考試物理化學專業(yè)課考試大綱及參考書目

1、上海科技大學物質學院碩士研究生入學考試物理化學大綱本物理化學考試大綱適用于報考上?？萍即髮W化學類專業(yè)的碩士研究生入學考試。考試形式為閉卷筆試，考試時間180 分鐘，試卷總分150 分。考核的主要內容包括化學熱力學（統計熱力學）、化學動力學、電化學、界面化學與膠體化學以及結構化學等。要求考生熟練掌握物理化學與結構化學的基本概念、基本原理及計算方法，并具有綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。主要題型可能有：選擇題、填空題、簡答題、計算題等。一、考試內容（一）氣體1、氣體分子動理論2、摩爾氣體常數3、理想氣體狀態(tài)圖4、分子運動的速率分布5、分子平動能的分布6、氣體分子在重力場中的分布7、分子的

2、碰撞頻率與平均自由程8、實際氣體9、氣液間的轉變 實際氣體的等溫線和液化過程10、壓縮因子圖 實際氣體的有關計算（二）熱力學第一定律1、熱力學概論2、熱平衡和熱力學第零定律-溫度的概念3、熱力學的一些基本概念4、熱力學第一定律5、準靜態(tài)過程與可逆過程6、始7、熱容8、熱力學第一定律對理想氣體的應用9、Carnot 循環(huán)10、Joule-Thomson效應-實際氣體的 U和 H11、熱化學12、赫斯定律213、幾種熱效應14、反應始變和溫度的關系 一Kirchhoff 定律15、絕熱反應一非等溫反應（三）熱力學第二定律1、自發(fā)過程的共同特征 一不可逆性2、熱力學第二定律3、Carnot 定理4、

3、嫡的概念5、Clausius不等式與嫡增加原理6、熱力學基本方程與T-S圖7、嫡變的計算8、嫡和能量退降9、熱力學第二定律的本質和嫡統計意義10、Helmholtz自由能和 Gibbs自由能11、變化的方向和平衡條件12、G的計算示例13、幾個熱力學函數間的關系14、熱力學第三定律與規(guī)定嫡（四）多組分體系熱力學及其在溶液中的應用1、多組分系統的組成表示法2、偏摩爾量3、化學勢4、氣體混合物中各組分的化學勢5、稀溶液中的兩個經驗定律 6、理想液態(tài)混合物37、理想稀溶液中任一組分的化學勢8、稀溶液的依數性9、活度與活度因子10、分配定律 溶質在兩互不相溶液相中的分配（五）相平衡1、多相體系平衡的一

4、般條件2、相律3、單組分體系的相平衡4、二組分體系的相圖及其應用7（六）化學平衡1、化學反應的平衡條件和化學反應的親和勢2、化學反應的平衡常數與等溫方程式3、平衡常數的表示式4、復相化學平衡5、標準摩爾生成吉布斯自由能6、溫度、壓力及惰性氣體對化學平衡的影響7、同時化學平衡8、反應的耦合9、近似計算（七）統計熱力學基礎1、概論2、玻爾茲曼統計3、配分函數4、各配分函數的求法及其對熱力學函數的貢獻5、分子的全配分函數6、用配分函數計算G 和反應的平衡常數r m（八）電解質溶液1、電化學的基本概念與電解定律2、離子的電遷移和遷移數3、電解質溶液的電導 4、電解質的平均活度和平均活度因子5、強電解質

5、溶液理論簡介（九）可逆電池的電動勢及其應用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、可逆電池的熱力學5、電動勢產生的機理6、電極電勢和電池的電動勢7、電動勢測定的應用（十）電解與極化作用1、分解電壓2、極化作用3、電解時電極上的競爭反應4、金屬的電化學腐蝕、防腐與金屬的鈍化5、化學電源（十一）化學反應動力學基礎1、化學反應速率表示法和速率方程2、具有簡單級數的反應3、幾種典型的復雜反應4、溫度對反應速率的影響5、鏈反應6、碰撞理論7、過渡態(tài)理論8、單分子反應理論9、在溶液中進行的反應10、光化學反應11、催化反應動力學（十二）表面物理化學1、表面吉布斯自由能

6、和表面張力2、彎曲表面下的附加壓力和蒸氣壓3、溶液的表面吸附4、液- 液界面的性質5、 L-B 膜及生物膜6、液- 固界面現象87、表面活性劑及其作用8、固體表面的吸附9、氣-固相表面催化反應（十三）膠體分散系統和大分子溶液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4、溶膠的光學性質5、溶膠的電學性質6、雙電層理論和 電位187、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用8、乳狀液9、凝膠10、大分子溶液11、Donnan平衡和聚電解質溶液的滲透壓（十四）結構化學1、量子力學基礎知識2、原子的結構和性質3、雙原子分子的結構化學4、分子的對稱性5、晶體的點陣結構和晶體的性質二、考試要求（一）氣體

7、了解氣體分子運動公式的推導過程，建立微觀的運動模型。了解前人對問題的處 理方法和過程。了解理想氣體的微觀模型，熟練使用理想氣體狀態(tài)方程。了解分子速度 和能量分布公式的推導及物理意義。了解實際氣體狀態(tài)方程及對實際氣體的計算。了解 對比狀態(tài)；會使用壓縮因子圖。（二）熱力學第一定律及其應用明確熱力學的一些基本概念，如體系、環(huán)境、功、熱、狀態(tài)函數、變化過程和途 徑等。掌握熱力學第一定律和內能的概念。熟知功和熱正負號的取號慣例及各種過程中 功與熱的計算。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)函數以及狀 態(tài)函數的特性。熟練應用熱力學第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的UU H、Q

8、和W。熟練應用生成始、燃燒始來計算始變。會應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-湯姆遜系數的定義與實際應用。（三）熱力學第二定律了解自發(fā)變化的共同特征，明確熱力學第二定律的意義。掌握熱力學第二定律與卡 諾定理的聯系。理解克勞修斯不等式的重要性。注意在熟記熱力學函數 U、H S A 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 A和 G學會設計可逆過程，并判別變化的方向。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

9、確偏摩爾量和化學勢的意義。了解熱力學第三定律的內容，明確規(guī)定 嫡值的意義、計算及其應用。掌握嫡增加原理和各種平衡判據。了解嫡的統計意義。（四）多組分體系熱力學及其在溶液中的應用熟悉多組分系統的組成表示法及其相互關系。掌握偏摩爾量和化學勢的定義，了解 它們之間的區(qū)別和在多組分系統中引入偏摩爾量和化學勢的意義。掌握理想氣體化學勢的 表示式及其標準態(tài)的含義，了解理想和非理想氣體化學勢的表示式以及兩者的共同之處，了 解逸度的概念。了解理想液態(tài)混合物的通性及化學勢的表示方法。了解理想稀溶液中各組分 化學勢的表示法。熟悉稀溶液的依數性，會用依數性計算未知物的摩爾質量。了解相對活度 的概念，描述溶劑的非理想

10、程度。了解分配定律公式的推導，了解熱力學處理溶液的一 般方法。（五）相平衡明確相、組分數和自由度等相平衡中的基本概念。了解相律的推導過程，熟練掌握 相律在相圖中的應用。能看懂各種類型的相圖，并進行簡單分析，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。在雙液系相圖中，了解完全互溶、部 分互溶和完全不互溶相圖的特點，掌握如何利用相圖進行有機物的分離提純。學會用步 冷曲線繪制二組分低共熔點相圖，會對相圖進行分析，并了解二組分低共熔相圖在冶金、 分離、提純等方面的應用。（六）化學平衡了解從平衡常數導出化學反應等溫式，并掌握這個公式的使用。了解從化學勢導出 標準平衡常數。掌握均相

11、和多相反應的平衡常數表示式。理解 Gm的意義以及與標準 平衡常數的關系，掌握 G 的求算和應用。理解 G 的意義并掌握其用途。熟悉溫度, 壓mm力和惰性氣體對平衡的影響。（七）統計熱力學基礎了解統計系統的分類和統計熱力學的基本假定。了解最概然分布和擷取最大項原理。了解配分函數的定義及其物理意義，知道配分函數與熱力學函數的關系。了解各種配分函數的計算方法，學會用配分函數計算簡單分子的熱力學函數，掌握理想氣體簡單分子平動熵的計算。了解分子配分函數的分離和全配分函數的組成。了解自由能函數和熱函函數，用自由能函數和配分函數計算平衡常數。（八）電解質溶液掌握電化學的基本概念和電解定律，了解遷移數的意義及

12、常用的測定遷移數的方法。掌握電導率、摩爾電導率的意義及它們與溶液濃度的關系。熟悉離子獨立移動定律及電導測定的一些應用。掌握遷移數與摩爾電導率、離子電遷移率之間的關系，能熟練地進行計算。理解電解質的離子平均活度、平均活度因子的意義及其計算方法。了解強電解質溶液理論的基本內容及適用范圍，并會計算離子強度及使用德拜-休克爾極限公（九）可逆電池的電動勢及其應用掌握形成可逆電池的必要條件、可逆電極的類型和電池的書面表示方法，能熟練、正確地寫出電極反應和電池反應。了解對消法測電動勢的基本原理和標準電池的作用。在正確寫出電極和電池反應的基礎上，熟練地用Nernst 方程計算電極電勢和電池的電動勢。了解電動勢

13、產生的機理和氫標準電極的作用。掌握熱力學與電化學之間的聯系，會利用電化學測定的數據計算熱力學函數的變化值。熟悉電動勢測定的主要應用，會從可逆電池測定數據計算平均活度因子、解離平衡常數和溶液的pH 值。（十）電解與極化作用了解分壓的意義，要使電解池不斷地進行工作必須克服的阻力的種類。了解極化現象、超電勢、極化作用的種類、降低極化作用的方法。了解極化曲線、電解池與原電池的極化曲線的異同點。掌握H2（g） 的超電勢的計算。在電解過程中，能用計算的方法判斷在兩個電極上首先發(fā)生反應的物質。了解電解的一般過程及其應用。了解金屬腐蝕的類型，了解常用的防止金屬腐蝕的方法。了解常用化學電源的基本原理、類型及目前

14、的發(fā)展概況，特別是燃料電池的應用前景。（十一）化學反應動力學基礎掌握宏觀動力學中反應速率的表示法，基元反應，非基元反應，反應級數，反應分子數，速率常數等的基本概念。掌握簡單級數的反應如零級、一級、二級的特點，從實驗數據利用各種方法判斷反應級數，熟練地利用速率方程計算速率常數，半衰期等。掌握三種典型的復雜反應（對峙反應、平行反應和連續(xù)反應）的特點，學會使用合理的近似的方法作一些簡單的計算。掌握溫度對反應速率的影響，特別是在平行反應中如何進行溫度調控，以提高所需產物的產量。掌握Arrhenius 經驗式的各種表示形式，掌握活化能的含義，它對反應速率的影響，以及活化能的求算方法。掌握鏈反應的特點，用

15、穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設和速控步等近似方法從復雜反應的機理推導出速率方程。了解較常用的反應速率理論，碰撞理論和過渡態(tài)理論采用的模型，推導過程中引進的假定、計算速率常數的公式及理論的優(yōu)缺點。用這兩個理論計算簡單反應的速率常數，掌握活化能、閾能和活化焓等能量之間的關系。了解微觀反應動力學的發(fā)展概況、常用的實驗方法和該研究在理論上的意義。了解溶液反應的特點和溶劑對反應的影響（原鹽效應） 會判斷離子強度對不同反應速率的影響。了解擴散對反應的影響。了解較常用的測試快 速反應的方法，學會用弛豫法來計算簡單快速對峙反應的兩個速率常數。了解光化學反應 的基本定律、光化學平衡與熱化學平衡的區(qū)別以及這類反應的發(fā)展趨勢和

16、應用前景。了解 催化反應特別是酶催化反應的特點、催化劑改變反應速率的本質和常用催化劑的類型。了 解自催化反應的特點和產生化學振蕩的原因。（十二）表面物理化學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系明確彎曲表面的附加壓力產生的原因及與曲率半徑的關系。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，熟練掌握定量應用開爾文公式，會用這個基本原理解釋常見的表面現象。理解吉布斯吸附等溫式的表示形式，各項的物理意義，并能應用及作簡單計算。了解表面活性劑的特點、作用及大致分類，它在表面上作定向排列及降低表面自由能的情況。了解液-液、液 -固界面的鋪展與潤濕情況

17、。理解氣-固表面的吸附本質及吸附等溫線的主要類型，能解釋簡單的表面反應動力學。了解化學吸附與物理吸附的區(qū)別，了解影響固體吸附的主要因素。了解化學吸附和多相催化反應的關系，了 解氣 -固相表面催化反應速率的特點及反應機理。（十三）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，憎液溶膠的膠粒結構、制備和凈化常用的方法。掌握膠體分散體系在動力性質、光學性質及電學性質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用于實踐。了解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點， 掌握動電電位及電解質對溶膠穩(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)和日常生活中的應用。了解凝膠的分類、形成及主要性質。了解大分子溶液與溶膠的異同點及大分子物質平均摩爾質量的種類和測定方法。了解什么是唐南平衡，如何較準確地用滲透壓法測定聚電解質的數均摩爾質量。了解牛頓流體和非牛 頓流體的區(qū)別，了解粘彈性流體的特點。了解納米材料的制備和特性。（十四）結構化學了解能量量子化、光電效應、波粒二象性以及不確定度關系的基本內容。了解量子力學中