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(bào)考化學(xué)工程及技術(shù)一級(jí)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(mén)科學(xué)，是整個(gè)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(dòng)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(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)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(dòng)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(shí)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(shí)和運(yùn)用基本理論解決實(shí)際問(wèn)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(kāi)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(shū)寫(xiě)清晰，過(guò)程必須詳細(xì)，應(yīng)注明物理量的符號(hào)和單位。7不在試卷上答題，解答一律寫(xiě)在專(zhuān)用答題紙上，并注意不要書(shū)寫(xiě)在答題范圍之外。 二、考試方式與時(shí)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(shí)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(duì)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(duì)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(guò)程、恒壓變溫過(guò)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(guò)程7、相變化過(guò)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(guò)

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(guò)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(hào)和取號(hào)慣例。明確準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)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(guò)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(huì)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(guò)程熵變的計(jì)算6、熱力學(xué)第三定律和化學(xué)變化過(guò)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(guò)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(guò)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(shì)3、氣體組分的化學(xué)勢(shì)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(shì)的意義。掌握表示溶液中各組分化學(xué)勢(shì)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?jiǎn)栴}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(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響4、其它因素對(duì)理想氣體化學(xué)平衡的影響壓力對(duì)于平衡轉(zhuǎn)化率的影響；惰性組分對(duì)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(duì)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(shí)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(guò)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(jiǎn)單共熔物的相圖為重點(diǎn)，掌握相圖的繪制及其應(yīng)用。對(duì)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(guò)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(dòng)勢(shì)的測(cè)定6、原電池?zé)崃W(xué)7、電極電勢(shì)和液體接界電勢(shì)8、電極的種類(lèi)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(shí)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(dòng)定律及電導(dǎo)測(cè)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(huì)使用德拜-休克爾極限公式。掌握電動(dòng)勢(shì)與rGm的關(guān)系，熟悉電極電勢(shì)的符號(hào)慣例。熟悉標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)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(duì)于所給的電池能熟練、正確地寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)并能計(jì)算其電動(dòng)勢(shì)。明確溫度對(duì)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)形式的能級(jí)及能級(jí)的簡(jiǎn)并度2、能級(jí)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(gè)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(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)配分函數(shù)及其對(duì)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(huì)使用楊拉普拉斯公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。了解彎曲表面上的蒸氣壓，學(xué)會(huì)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(jiǎn)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(lèi)及其應(yīng)用。了解液固界面的鋪展與潤(rùn)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(lèi)型和吸附熱力學(xué)。（十）化學(xué)動(dòng)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(duì)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(shì)能面與過(guò)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(jí)數(shù)、反應(yīng)分子數(shù)等基本概念。掌握具有簡(jiǎn)單級(jí)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(jiǎn)單反應(yīng)的級(jí)數(shù)。對(duì)三種典型的復(fù)雜反應(yīng)（對(duì)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(duì)其中比較簡(jiǎn)單的反應(yīng)能寫(xiě)出反應(yīng)速率與濃度關(guān)系的微分式。明確溫度、活化能對(duì)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(guò)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(duì)反應(yīng)速率的影響。了解催化反應(yīng)的特點(diǎn)和常見(jiàn)催化反應(yīng)的類(lèi)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響