攻讀碩士研究生《物理化學》課程考試大綱

1、攻讀碩士研究生物理化學課程考試大綱適用專業(yè)：材料與化學工程系、生物工程系各專業(yè) 第一部分 本課程的任務物理化學作為化學學科的一個分支，是從化學現(xiàn)象和物理現(xiàn)象的聯(lián)系去尋找化學變化規(guī)律的學科，用物理的理論及實驗方法來研究化學的一般理論問題。主要包括三方面的內容：一、化學熱力學；二、化學動力學；三、物質結構。學習物理化學對以后學習專業(yè)課程打下堅實的理論基礎。第二部分 教學大綱一、 課程性質和目的物理化學研究化學反應遵循的基本原理，是整個化學科學的理論基礎。學生通過該課程的學習，不僅可以掌握有關化學反應的方向和限度，化學反應的能量改變，化學反應的平衡組成，化學反應的機理和速率，多相平衡體系及界面特征等

2、方面的知識。同時它對于學生科研綜合素質的培養(yǎng)，實驗動手能力和創(chuàng)新能力的提高,起著至關重要的作用。該課程將為各專業(yè)學生后繼專業(yè)課的提高學習提供重要的理論基礎，也為他們今后從事新材料、新藥物的合成，新能源、新產品的開發(fā)，新的工藝過程設計等起重要指導作用。二、課程教學內容（一）緒論1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、學習物理化學的基本方法。2、要求了解的內容有：(1)、物理化學的基本概略。（二）氣體的PVT性質1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、理想氣體的狀態(tài)方程和理想氣體混合物的性質。(2)、道爾頓分壓定律和阿馬格分體積定律。2、要求了解的內容有：真實氣體狀態(tài)方程及真實氣體的性質。

3、（三）熱力學第一定律1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、系統(tǒng)與環(huán)境、性質與狀態(tài)、過程與途徑、熱力學平衡態(tài)和熱和功等基本概念，狀態(tài)函數(shù)及數(shù)學特征。(2)、內能和焓的物理意義。(3)、理想氣體的內能和焓的特征，熟練掌握理想氣體簡單狀態(tài)變化過程熱效應和體積功的計算。2、要求了解的內容有：(1)、熱力學第一定律。(2)、熱力學第一定律的表述，熟練掌握封閉體系熱力學第一定律的數(shù)學表達式。（四）熱力學第二定律1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、可逆過程和自發(fā)過程的概念及意義，卡諾循環(huán)和卡諾定理以及在第二定律建立過程中的作用，準確理解熱力學第二定律的兩種表述。(2)、克勞修斯不等式及熵增原理

4、和熵判據，熟練掌握理想氣體簡單PVT變化過程熵變的計算方法。(3)、A和G的計算方法。(4)、理解吉布斯方程的使用條件，熟悉麥克斯韋關系及重要的熱力學關系式，掌握用可測量代換不可測量的處理方法。2、要求了解的內容有：(1)、熵函數(shù)的導出方法，理解熵變的定義。(2)、了解亥姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)的定義，作為過程自發(fā)進行方向和限度判據的條件。（五） 多組分系統(tǒng)熱力學1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、廣義化學勢及影響化學勢的因素。(2)、理想氣體的化學勢的表示方法和標準態(tài)的規(guī)定。(3)、拉烏爾定律和亨利定律的表述，熟練掌握有關計算。(4)、掌握理想溶液的定義、各組分化學勢的表示式及標準態(tài)規(guī)

5、定，掌握理想溶液的混合熱力學性質，稀溶液的依數(shù)性公式的導出，熟練掌握其相關計算。 2、要求了解的內容有：(1)、偏摩爾量與化學勢的定義及物理意義，利用化學勢處理平衡問題的一般步驟，熱力學關系式在多組分體系中的擴展。(2)、多組分系統(tǒng)組成的表示方法（量分數(shù)、物質B的質量分數(shù)、物質B的物質的量濃度、物質B的質量摩爾濃度）。(3)、了解非理想氣體的化學勢的表達式及標準態(tài)規(guī)定。(4)、理想稀溶液中各組分的化學勢的表示及標準態(tài)規(guī)定。（六）化學平衡1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、化學反應反應進度的定義，掌握標準摩爾反應焓、標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓、鍵焓的定義的數(shù)據獲取方法，能熟練地應用標

6、準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓及鍵焓數(shù)據計算化學反應的標準摩爾反應焓，理解基爾霍夫公式的導出方法，掌握反應摩爾焓變與溫度的關系，并能計算非等溫條件下的摩爾反應焓。(2)、熱力學第三定律的表述，理解物質的規(guī)定熵和標準熵并能熟練地用標準熵計算標準摩爾反應熵，掌握反應摩爾熵與溫度的關系。(3)、理解化學反應的方向和平衡的化學勢判據，掌握化學反應等溫方程式，掌握標準平衡常數(shù)的定義及標準平衡常數(shù)的熱力學計算方法，熟練掌握化學平衡的相關計算。(4)、影響化學平衡的各種（溫度、壓力、惰性氣體）因素，能定性討論影響結果并作定量計算。2、要求了解的內容有：(1)、多相平衡及平衡常數(shù)的表示方法，理解分解壓力、分解溫

7、度的定義及掌握相關的計算。(2)、了解各實驗平衡常數(shù)的表示法及與標準平衡常數(shù)的相互換算。（七）相平衡1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、理解相、相變、相變焓的概念，掌握相變焓的計算原則和方法；掌握可逆相變過程和不可逆相變過程的相變熵的計算方法，相變熵與溫度的關系及相變過程的自發(fā)性判據。(2)、相、自由度、獨立組分數(shù)的概念及定義，了解相律的推導方法，并能應用相律對相圖進行分析或預測相分離特點。(3)、用克拉佩龍、克拉佩龍克勞修斯方程計算純物質的兩相平衡的T，P關系。(4)、掌握杠桿規(guī)則，應用于平衡兩相數(shù)量的計算，掌握固相完全不互溶、固相部分互溶、固相完全互溶體系的固液平衡相圖分析及分離特

8、點。2、要求了解的內容有：(1)、了解克拉佩龍方程的導出方法，了解單組分系統(tǒng)相圖（以水為例）的特點。(2)、了解二組分系統(tǒng)的固液平衡相圖的繪制方法：熱分析法。 （八）電化學1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、電解質溶液的平均活度和平均活度系數(shù)的定義，能用德拜-休克爾公式計算稀溶液中電解質離子的平均活度系數(shù)。(2)、可逆電池的熱力學特征及研究意義，(3)、掌握電池的圖示，電極電勢符號的規(guī)約，根據電池的圖示寫出電極反應和電池反應。掌握由可逆電池電動勢計算電池反應的熱力學函數(shù)和標準平衡常數(shù)等。(4)、熟練掌握電池電動勢的熱力學計算方法。2、要求了解的內容有：(1)、了解電解質溶液的導電機理，

9、理解法拉弟定律。(2)、了解電解質溶液的電導、電導率、摩爾電導率的定義、相互關系、影響因素、測定方法及應用，了解離子遷移數(shù)的定義、測定方法及應用。 (3)了解電解質離子的平均活度系數(shù)的實驗測定方法，了解電解質離子的平均活度系數(shù)與離子強度的關系。(4)了解電化學系統(tǒng)，了解電池電動勢產生的機理及電動勢的測定方法；了解濃差電池、了解液體接界電勢產生的原因及消除方法。（九） 界面現(xiàn)象1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、表面吉布斯函數(shù)的物理意義，理解表面張力的概念及影響表面張力的因素，了解純液體表面熱力學基本方程及應用。(2)、拉普拉斯公式和彎曲液面平衡蒸汽壓的計算公式。(3)、掌握吉布斯吸附等

10、溫式并應用于計算表面過剩量和吸附分子截面積。(4)、朗繆爾吸附等溫式。2、要求了解的內容有：(1)、了解彎曲液面的附加壓力產生的原因，了解鋪展與潤濕的熱力學判據及應用，了解毛細現(xiàn)象產生的原因。 (2)、了解溶液界面吸附的現(xiàn)象及產生原因，。了解表面活性劑的結構特征，表面活性劑界面吸附和形成膠束的特征。(3)、了解固體的表面吸附現(xiàn)象及產生原因，了解兩類吸附的異同，了解弗羅因德利希吸附等溫式，了解朗繆爾等溫吸附理論。（十） 化學動力學1、要求深刻掌握與理解的重點內容有：(1)、化學反應速率的定義，基元反應和復雜反應機理差異，能由質量作用定律得出基元反應的速率方程。(2)、簡單級數(shù)反應速率方程的微分式和積分形式，能熟練地運用于計算反應速率常數(shù)反應的半衰期及不同時刻的轉化率或濃度。(3)、理解阿累尼烏斯公式的各種表達形式，并能熟練地進行溫度對反應速率影響的相關計算，理解活化能的定義及物理意義。 (4)、表觀速率方程的參數(shù)確定的各種方法：微分法、積分法、半衰期法。2、要求了解的內容有：(1)、了