2016年中科院北京生態(tài)環(huán)境中心考試大綱-619物理化學(xué)（甲）

中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試

《物理化學(xué)（甲）》大綱

　　本《物理化學(xué)》（甲）考試大綱適用于報考中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)類專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。《物理化學(xué)》是大學(xué)本科化學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課。它是從物質(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)。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、基本原理及計算方法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。

　　一、考試內(nèi)容

　　（一）氣體

　　1、氣體分子動理論

　　2、摩爾氣體常數(shù)

　　3、理想氣體狀態(tài)圖

　　4、分子運(yùn)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、分子的碰撞頻率與平均自由程

　　8、實際氣體

　　9、氣液間的轉(zhuǎn)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(guān)計算

　�。ǘ�）熱力學(xué)第一定律

　　1、熱力學(xué)概論

　　2、熱平衡和熱力學(xué)第零定律-溫度的概念

　　3、熱力學(xué)的一些基本概念

　　4、熱力學(xué)第一定律

　　5、準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程

　　6、焓

　　7、熱容

　　8、熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用

　　9、Carnot循環(huán)

　　10、Joule-Thomson效應(yīng)-實際氣體的△U和△H

　　11、熱化學(xué)

　　12、赫斯定律

　　13、幾種熱效應(yīng)

　　14、反應(yīng)焓變和溫度的關(guān)系—Kirchhoff定律

　　15、絕熱反應(yīng)—非等溫反應(yīng)

　�。ㄈ�）熱力學(xué)第二定律

　　1、自發(fā)過程的共同特征—不可逆性

　　2、熱力學(xué)第二定律

　　3、Carnot定理

　　4、熵的概念

　　5、Clausius不等式與熵增加原理

　　6、熱力學(xué)基本方程與T-S圖

　　7、熵變的計算

　　8、熵和能量退降

　　9、熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)和熵統(tǒng)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(xué)函數(shù)間的關(guān)系

　　14、熱力學(xué)第三定律與規(guī)定熵

　�。ㄋ模┒嘟M分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用

　　1、多組分系統(tǒng)的組成表示法

　　2、偏摩爾量

　　3、化學(xué)勢

　　4、氣體混合物中各組分的化學(xué)勢

　　5、稀溶液中的兩個經(jīng)驗定律

　　6、理想液態(tài)混合物

　　7、理想稀溶液中任一組分的化學(xué)勢

　　8、稀溶液的依數(shù)性

　　9、活度與活度因子

　　10、分配定律—溶質(zhì)在兩互不相溶液相中的分配

　�。ㄎ澹┫嗥胶�

　　1、多相體系平衡的一般條件

　　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(yīng)用

　　5、三組分體系的相圖及其應(yīng)用

　�。�六）化學(xué)平衡

　　1、化學(xué)反應(yīng)的平衡條件和化學(xué)反應(yīng)的親和勢

　　2、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與等溫方程式

　　3、平衡常數(shù)的表示式

　　4、復(fù)相化學(xué)平衡

　　5、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能

　　6、溫度、壓力及惰性氣體對化學(xué)平衡的影響

　　7、同時化學(xué)平衡

　　8、反應(yīng)的耦合

　　9、近似計算

　�。ㄆ撸┙y(tǒng)計熱力學(xué)基礎(chǔ)

　　1、概論

　　2、玻茲曼統(tǒng)計

　　3、配分函數(shù)

　　4、各配分函數(shù)的求法及其對熱力學(xué)函數(shù)的貢獻(xiàn)

　　5、分子的全配分函數(shù)

　　6、用配分函數(shù)計算和反應(yīng)的平衡常數(shù)

　�。ò耍╇娊赓|(zhì)溶液

　　1、電化學(xué)的基本概念與電解定律

　　2、離子的電遷移和遷移數(shù)

　　3、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)

　　4、電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子

　　5、強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論簡介

　�。ň牛┛赡骐姵氐碾妱觿菁捌鋺�(yīng)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(xué)

　　5、電動勢產(chǎn)生的機(jī)理

　　6、電極電勢和電池的電動勢

　　7、電動勢測定的應(yīng)用

　�。ㄊ�）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(yīng)

　　4、金屬的電化學(xué)腐蝕、防腐與金屬的鈍化

　　5、化學(xué)電源

　�。ㄊ�一）化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)

　　1、化學(xué)反應(yīng)速率表示法和速率方程

　　2、具有簡單級數(shù)的反應(yīng)

　　3、幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)

　　4、溫度對反應(yīng)速率的影響

　　5、鏈反應(yīng)

　　6、碰撞理論

　　7、過渡態(tài)理論

　　8、單分子反應(yīng)理論

　　9、在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)

　　10、光化學(xué)反應(yīng)

　　11、催化反應(yīng)動力學(xué)

　　（十二）表面物理化學(xué)

　　1、表面吉布斯自由能和表面張力

　　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(zhì)

　　5、L-B膜及生物膜

　　6、液-固界面現(xiàn)象

　　7、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(yīng)

　�。ㄊ�三）膠體分散系統(tǒng)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(zhì)

　　4、溶膠的光學(xué)性質(zhì)

　　5、溶膠的電學(xué)性質(zhì)

　　6、雙電層理論和x電位

　　7、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(zhì)溶液的滲透壓

　　二、考試要求

　　（一）氣體

　　了解氣體分子運(yùn)動公式的推導(dǎo)過程，建立微觀的運(yùn)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(dǎo)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。

　�。ǘ�）熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用

　　明確熱力學(xué)的一些基本概念，如體系、環(huán)境、功、熱、狀態(tài)函數(shù)、變化過程和途徑等。掌握熱力學(xué)第一定律和內(nèi)能的概念。熟知功和熱正負(fù)號的取號慣例及各種過程中功與熱的計算。明確準(zhǔn)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。熟練應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的△U、△H、Q和W.熟練應(yīng)用生成焓、燃燒焓來計算焓變。會應(yīng)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(diǎn)及焦耳-湯姆遜系數(shù)的定義與實際應(yīng)用。從微觀角度了解能量均分原理和熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)。

　　（三）熱力學(xué)第二定律

　　了解自發(fā)變化的共同特征，明確熱力學(xué)第二定律的意義。掌握熱力學(xué)第二定律與卡諾定理的聯(lián)系。理解克勞修斯不等式的重要性。注意在熟記熱力學(xué)函數(shù)U、H、S、F、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(xué)會設(shè)計可逆過程，能利用范霍夫等溫式判別變化的方向。較熟練地運(yùn)用吉布斯-亥姆霍茲公式、克拉貝龍方程式和克老修斯-克拉貝龍方程式。明確偏摩爾量和化學(xué)勢的意義。了解熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容，明確規(guī)定熵值的意義、計算及其應(yīng)用。掌握熵增加原理和各種平衡判據(jù)。初步了解不可逆過程熱力學(xué)關(guān)于熵流和熵產(chǎn)生等基本內(nèi)容。了解熵的統(tǒng)計意義。

　�。ㄋ模┒嘟M分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用

　　熟悉多組分系統(tǒng)的組成表示法及其相互關(guān)系。掌握偏摩爾量和化學(xué)勢的定義，了解它們之間的區(qū)別和在多組分系統(tǒng)中引入偏摩爾量和化學(xué)勢的意義。掌握理想氣體化學(xué)勢的表示式及其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的含義，了解理想和非理想氣體化學(xué)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(xué)勢的表示方法。了解理想稀溶液中各組分化學(xué)勢的表示法。熟悉稀溶液的依數(shù)性，會用依數(shù)性計算未知物的摩爾質(zhì)量。了解相對活度的概念，描述溶劑的非理想程度。了解分配定律公式的推導(dǎo)，了解熱力學(xué)處理溶液的一般方法。

　　（五）相平衡

　　明確相、組分?jǐn)?shù)和自由度等相平衡中的基本概念。了解相律的推導(dǎo)過程，熟練掌握相律在相圖中的應(yīng)用。能看懂各種類型的相圖，并進(jìn)行簡單分析，理解相圖中各相區(qū)、線和特殊點(diǎn)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(diǎn)，掌握如何利用相圖進(jìn)行有機(jī)物的分離提純。學(xué)會用步冷曲線繪制二組分低共熔點(diǎn)相圖，會對相圖進(jìn)行分析，并了解

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