2021西北師范大學物理化學Ⅰ專業(yè)研究生考試大綱 正文

 
 
 
碩士研究生入學統(tǒng)一考試
《物理化學Ⅰ》科目大綱
（科目代碼：622）
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
學院名稱（蓋章）：  化學化工學院   
學院負責人（簽字）：                
編  制  時  間：   2020年7月20日   

《物理化學Ⅰ》科目大綱
（科目代碼：622）
 
一、考核要求
物理化學主要內容包括氣體、化學熱力學（統(tǒng)計熱力學）、化學動力學、電化學、界面化學與膠體化學等。要求考生熟練掌握物理化學的基本概念、基本原理及計算方法。
 
二、考核目標
 
物理化學考試在考查基本知識、基本理論的基礎上，注重考查考生靈活運用這些基礎知識觀察和解決實際問題的能力。它的評價標準是高等學校優(yōu)秀畢業(yè)生能達到及格或及格以上水平，以保證被錄取者具有較扎實的物理化學基礎知識。
 
三、考核內容
第一章 氣體
§1.1 氣體分子運動論
§1.2 摩爾氣體常數(shù)
§1.3 理想氣體的狀態(tài)圖
§1.4 氣體運動的速率分布
§1.5 氣體平動能分布
§1.6 氣體分子在重力場中的分布
§1.7 分子的碰撞頻率與平均自由程
§1.8 實際氣體
§1.9 氣液間的轉變
§1.10 壓縮分子圖
掌握理想氣體狀態(tài)方程和混合氣體的性質（組成的表示、分壓定律、分容定律）。了解分子碰撞頻率、平均自由程和實際氣體概念，特別要了解實際氣體的狀態(tài)方程（范德華方程）以及實際氣體的液化、臨界性質、應狀態(tài)原理與壓縮因子圖等。
 
第二章 熱力學第一定律及其應用
§2.1 熱力學概論
§2.2 熱平衡與熱力學第零定律－溫度的概念
§2.3 熱力學的一些基本概念
§2.4 熱力學第一定律
§2.5 準靜態(tài)過程和和可逆過程
§2.6 焓
§2.7 熱容
§2.8 熱力學第一定律對理想氣體的應用
§2.9 Carnot循環(huán)
§2.10 實際氣體
§2.11 熱化學
§2.12 赫斯定律
§2.13 幾種熱效應
§2.14 反應熱與溫度的關系－基爾霍夫定律
§2.15 絕熱反應－非等溫反應
§216 熱力學第一定律的微觀說明
明確熱力學的一些基本概念和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。了解摩爾定壓、定容熱容的概念。熟練應用熱力學第一定律計算理想氣體和實際氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的Q、W、ΔU和ΔH。熟練應用標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓計算不同溫度下的化學反應熱。了解節(jié)流過程的特點及焦耳-湯姆遜系數(shù)的定義與實際應用。從微觀角度了解熱力學第一定律的本質。
 
第三章 熱力學第二定律
§3.1 自發(fā)過程的共同特征－不可逆性
§3.2 熱力學第二定律
§3.3 Carnot定理
§3.4 熵的概念
§3.5 Clausius不等式與熵增加原理
§3.6 熱力學基本方程與T-S圖
§3.7 熵變的計算
§3.8 熵和能量退降
§3.9 熱力學第二定律的本質和熵的統(tǒng)計意義
§3.10 亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能
§3.11 變化的方向和平衡條件
§3.12 ΔG的計算實例
§3.13 熱力學函數(shù)之間的關系
§3.14 熱力學第三定律和規(guī)定熵
熟悉自發(fā)過程的共同特征，熱力學第二定律的表述，卡諾循環(huán)及卡諾定律，克勞修斯不等式，熵和熵增原理，熱力學第三定律，規(guī)定熵，赫姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)，熱力學基本方程、麥克斯韋關系式，系統(tǒng)平衡的判據(jù)等基本知識。明確熱力學第二定律的意義。理解克勞修斯不等式的重要性。熟記熱力學函數(shù)U、H、S、F、G的定義。明確ΔG在特殊條件下的物理意義，熟練掌握理想氣體單純PVT變化、相變及化學變化過程中ΔS、ΔF和ΔG的原理和方法并用于判斷變化的方向和限度。了解熱力學第三定律的內容，明確規(guī)定熵及標準熵值的意義。初步了解不可逆過程熱力學關于熵流和熵產(chǎn)生等基本內容。
第四章 多組分系統(tǒng)熱力學在溶液中的應用
§4.1引言
§4.2 多組分系統(tǒng)組成的表示方法
§4.3 偏摩爾量
§4.4 化學勢
§4.5氣體混合物中各組分的化學勢
§4.6 稀溶液中的兩個經(jīng)驗定律
§4.7 理想液態(tài)混合物
§4.8 理想稀溶液中各組分的化學勢
§4.9 稀溶液的依數(shù)性
§4.10 吉布斯-杜亥姆公式和杜亥姆-馬居耳公式
§4.11 活度與活度因子
§4.12 滲透因子和超額函數(shù)
§4.13分配定律－溶質在兩互不相溶液相中的分配
熟悉溶液濃度的各種表示法及其相互關系。明確偏摩爾量和化學勢的意義。理解理想液態(tài)混合物、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用。理解理想體系（理想氣體、理想液態(tài)混合物、理想稀溶液）中各組分化學勢的表達式及其應用。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。了解從微觀角度討論溶液形成時一些熱力學函數(shù)的變化。了解稀溶液依數(shù)性的概念及公式的推導，以及分配定律公式的推導，了解熱力學處理溶液的一般方法。掌握稀溶液依數(shù)性的基本應用。
第五章  相平衡
§5.1 引言
§5.2 多相系統(tǒng)平衡的一般條件
§5.3 相律
§5.4 單組分系統(tǒng)
§5.5 二組分系統(tǒng)相圖及應用
§5.6 三組分系統(tǒng)相圖及應用
理解相律并掌握其簡單應用。熟練應用克拉貝龍方程式和克勞修斯-克拉貝龍方程式。掌握杠桿規(guī)則在相圖中的應用。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，了解熱分析法和溶解度法繪制相圖及其應用。
第六章  化學平衡
§6.1 化學反應的平衡條件和化學反應的親和勢
§6.2 化學反應的平衡常數(shù)和等溫方程式
§6.3 平衡常數(shù)的表示式
§6.4 復相化學平衡
§6.5標準摩爾生成吉布斯自由能
§6.6 溫度、壓力及惰性氣體對化學平衡的影響
§6.7 同時化學平衡
§6.8反應的耦合
§6.9近似計算
§6.10生物能力學簡介
能夠從化學勢的角度理解化學平衡的意義，理解并掌握化學反應等溫式的意義并用以判斷反應發(fā)生的方向。熟悉各種平衡常數(shù)的表達及相互間的關系。能根據(jù)標準熱力學函數(shù)的表值計算各平衡常數(shù)。了解平衡常數(shù)與溫度、壓力的關系和惰性氣體對平衡組成的影響，并掌握其計算方法。掌握反應物平衡轉化率及體系平衡組成的計算。了解對同時平衡、反應耦合、近似計算等的處理方法。初步了解生物能力學的基本內容。
第七章 統(tǒng)計熱力學基礎
§7.1 概論
§7.2 Boltzmann統(tǒng)計
§7.3 Bose-Einstein統(tǒng)計和Fermi-Dirac統(tǒng)計
§7.4 配分函數(shù)
§7.5 配分函數(shù)的求法及其對熱力學函數(shù)的貢獻
§7.6 晶體的熱容問題
§7.7 分子的全配分函數(shù)
§7.8 用配分函數(shù)計算  和反應的平衡常數(shù)
了解統(tǒng)計熱力學的基本假定。掌握統(tǒng)計熱力學的基本術語。理解玻爾茲曼分布的意義并會用玻爾茲曼公式于有關計算。明確配分函數(shù)的意義及配分函數(shù)的析因子性質。掌握粒子配分函數(shù)的計算方法。理解熱力學函數(shù)與粒子配分函數(shù)的關系。掌握用吉布斯自由能函數(shù)及焓函數(shù)計算理想氣體反應的標準平衡常數(shù)的方法。
第八章  電解質溶液
§8.1 電化學的基本概念和電解定律
§8.2 離子的電遷移和遷移數(shù)
§8.3 電解質溶液的電導
§8.4 電解質的平均活度和平均活度因子
§8.5 強電解質溶液理論簡介
明確電導率、摩爾電導率的意義及計算。熟悉離子獨立移動定律及電導測定的一些應用。了解遷移數(shù)與摩爾電導率、離子遷移率之間的關系。明確電解質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。
 
第九章  可逆電池的電動勢及其應用
§9.1 可逆電池和可逆電極
§9.2 電動勢的測定
§9.3 可逆電池的書寫方法與電動勢的取號
§9.4 可逆電池的熱力學
§9.5 電極電勢產(chǎn)生的機理
§9.6 電極電勢和電池的電動勢
§9.7 電動勢測定的應用
§9.8 內電位、外電位和電化學勢
熟悉電化學慣用的電極電勢名稱和符號。熟悉標準電極電勢表的應用。對于所給的電池，能熟練、正確地寫出電極反應和電池反應。能根據(jù)簡單的化學反應來設計電池。掌握電極電勢及電動勢的計算和溫度對電動勢的影響。掌握由電化學數(shù)據(jù)計算熱力學函數(shù)和ΔH、ΔS、和ΔG等。了解電動勢產(chǎn)生的機理及電動勢測定法的一些應用。
 
第十章  電解與極化作用
§10.1 分解電壓
§10.2 極化作用
§10.3 電解時電極上的競爭反應
§10.4 金屬的電化學腐蝕、防腐與金屬的鈍化
§10.5化學電源
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。了解化學電源的類型及應用。
 
第十一章  化學動力學基礎（一）
§11.1 化學動力學的任務和目的
§11.2 化學反應速率的表示法
§11.3 化學反應的速率方程
§11.4 具有簡單級數(shù)反應的速率方程
§11.5 幾種典型的復雜反應
§11.6 基元反應的微觀可逆性原理
§11.7 溫度對反應速率的影響
§11.8 關于活化能
§11.9 鏈反應
§11.10 擬定反應歷程的一般方法
掌握等容反應速率的表示方法和基元反應、反應級數(shù)、速率常數(shù)等概念。掌握有簡單級數(shù)的反應如零級、一級、二級反應的各種特征并能夠由實驗數(shù)據(jù)確定簡單反應的級數(shù)。對三種復雜的典型反應（對峙反應、平行反應和連續(xù)反應）要掌握其各自的特點，并對其中比較簡單的反應能進行運算。明確溫度、活化能對反應速率的影響，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。掌握鏈反應的特點及其速率方程的建立，會應用穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設等近似處理方法。
 
第十二章  化學動力學基礎（二）
§12.1 碰撞理論
§12.2 過渡狀態(tài)理論
§12.3 單分子反應理論
§12.4分子反應動態(tài)學簡介
§12.5在溶液中進行的反應
§12.6快速反應的幾種測試方法
§12.7光化學反應
§12.8化學激光簡介
§12.9催化反應動力學
了解化學反應動力學的碰撞理論、過渡態(tài)理論和單分子反應理論的基本內容。初步了解分子反應動力學的常用實驗方法和該研究在理論上的意義。了解溶液中反應的特點和溶劑對反應的影響。了解快速反應所常用的測試方法及弛豫時間。理解光化學反應的基本定律（光化當量定律、量子產(chǎn)率）及量子產(chǎn)率的計算。了解催化反應的特點，明確催化作用的基本原理和常見的催化反應的類型。
 
第十三章  表面物理化學
§13.1 表面張力和表面吉布斯自由能
§13.2 彎曲液面下的附加壓力和蒸氣壓
§13.3 溶液的表面吸附
§13.4 液-液界面的性質
§13.5 膜
§13.6 液-固界面－潤濕作用
§13.7 表面活性劑及其應用
§13.8 固體表面的吸附
§11.8 氣-固相表面催化反應
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(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關系。能運用楊-拉普拉斯公式進行計算。了解彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，熟練掌握開爾文公式的具體應用，并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并能應用及作簡單計算。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。
第十四章  膠體化學
§14.1 膠體和膠體的基本特征
§14.2 膠體的制備和凈化
§14.3 膠體的動力性質
§14.4 膠體的光學性質
§14.5 膠體的電學性質
§14.6 雙電層理論和z電勢
§14.4 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用
§14.8 乳狀液
§14.9 凝膠
§14.10 大分子溶液
§14.11 Donnan平衡和聚電解質的滲透壓
§14.12 流變學簡介
§14.13 納米化學
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、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的相對分子質量。了解聚合物相對分子質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。
教材及主要參考資料
（一） 建議教材
傅獻彩，沈文霞，姚天揚 侯文華編，《物理化學》(第五版)，北京: 高等教育出版社，2006.
（二）主要參考資料
1．劉冠昆，車冠全，陳六平，童葉翔編著, 《物理化學》, 廣州：中山大學出版社，2000.
2．胡英主編，呂瑞東，劉國杰，葉汝強等編，《物理化學》（上、中、下，第四版），北京：高等教育出版社，1999.
3．鄧景發(fā)，范康年編著, 《物理化學》，北京：高等教育出版社，1993.
4．姚允斌等編，《物理化學教程》（修訂本），長沙：湖南教育出版社，1991.
5．朱文濤編，《物理化學》，北京: 清華大學出版社,1995.
6．傅獻彩，沈文霞，姚天揚編著，《物理化學》(第四版)，北京: 高等教育出版社,1990.
7．P. W. Atkins. Physical Chemistry. 7th ed., Oxford University Press, 1994.
8．IRA. N. Levine. Physical Chemistry. 4th ed., McGraw-Hill, 1995.
9．G. M. Barrow. Physical Chemistry. 6th ed., McGraw-Hill, 1996. 

西北師范大學

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