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《物理化學（理）》碩士研究生入學考試大綱

一、基本內容：

物理化學是從化學現象和物理現象相關聯的角度去尋找化學變化規律的一門學科，注重運用物理的理論和實驗方法來研究化學變化的一般理論問題，是化學學科的理論基礎。物理化學課程主要包括化學熱力學，化學動力學，統計熱力學，相平衡，電化學，表面化學和膠體化學。

二、課程考試的基本要求

考生應比較牢固地掌握物理化學的基本概念，注重領會物理化學解決實際問題的科學方法，努力學會運用所學理論解釋及解決實際問題。
在有關的計算和表述中，應注意采用國家標準單位制（SI制）。
考試基本要求按深入的程度分為“掌握”(或“會用”)“理解”(或“明了”)和“了解”三個層次。
第一章氣體分子運動理論與實際氣體
（1）掌握理想氣體狀態方程和理想氣體的模型；
（2）理解實際氣體范德華方程的修正思路及方程；理解實際氣體臨界性質和對應狀態原理；理解臨界參數的含義；
（3）了解實際氣體狀態方程的引出或修正思路:
①引入壓縮因子Z，修正理想氣體狀態方程；
②引入p、V修正項，修正理想氣體狀態方程；
③使用經驗公式，如維里方程，描述壓縮因子Z；
（4）掌握用普適化壓縮因子圖計算氣體的狀態參數。
第二章熱力學第一定律及應用
（1）理解熱力學的基本概念，如系統、環境、狀態、狀態函數、熱力學標準態、可逆與不可逆過程、過程與途徑等；
（2）理解熱和功是能量的兩種形式；
（3）掌握熱力學第一定律的基本內容；
（4）掌握可逆過程和最大功這兩個概念；并掌握各種過程中體積功，熱和熱力學能的計算；
（5）理解焓的意義，掌握恒容熱、恒壓熱和熱容等基本概念，并能在計算中靈活應用；
（6）了解卡諾循環的意義以及理想氣體在卡諾循環過程中功、熱和熱力學能的計算；
（7）理解實際氣體Joule-Thomson效應；
（8）理解等容熱效應與等壓熱效應的差別，掌握反應進度的概念，理解標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓的基本概念，會應用標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓進行熱化學計算；
（9）了解Hess定律，掌握反應焓變與溫度的關系的計算—基爾霍夫定律。
第三章熱力學第二定律與熱力學基本函數
（1）了解自發過程的共同特征，掌握熱力學第二定律的意義；
（2）了解卡諾定理和熱力學第二定律的關系，掌握熵的概念，理解克勞修斯不等式的重要性；
（3）理解熱力學第二定律的本質和熵的統計意義；
（4）了解熱力學第三定律和規定熵的概念；
（5）掌握吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的定義，理解吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的物理意義；
（6）掌握一些簡單過程S，A和G的計算和如何設計可逆過程；
（7）掌握熱力學基本方程及麥克斯韋關系式，掌握特性函數概念，了解熱力學基本方程和麥克斯韋關系式的簡單應用；
（8）理解吉布斯－亥姆霍茲公式。
第四章多組分系統熱力學與化學勢
（1）掌握偏摩爾量與化學勢的定義，了解它們之間的差別和在多組分系統中引入偏摩爾量和化學勢的意義；
（2）掌握理想氣體化學勢的表示式及其標準態的含義，理解非理想氣體化學勢的表達式；
（3）了解氣體逸度的定義和逸度的幾種求算方法；
（4）掌握Henry定律和Raoult定律的應用；了解它們的適用條件和不同之處；
（5）了解混合物與溶液的區別，掌握理想液態混合物和理想稀溶液中各組分的化學勢公式，明確標準態的選擇；了解理想液態混合物的通性；
（6）理解溶液的依數性；掌握利用依數性計算未知物的摩爾質量；
（7）了解真實液態混合物與真實溶液中各組分化學勢的計算公式，理解活度和活度因子兩個概念。
第五章相平衡熱力學
（1）掌握相、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、掌握相律在相圖中的應用；
（2）掌握并能熟練應用克拉佩龍方程、克勞修斯－克拉佩龍方程；
（3）了解繪制相圖的常用的幾種方法，理解根據熱分析數據繪出的步冷曲線進而繪出相圖或由相圖繪出步冷曲線；
（4）掌握單組分、二組分和三組分系統的一些典型相圖，理解相圖中各相區、線和特殊點所代表的意義，了解其自由度的變化情況；
（5）掌握杠桿規則及其應用。
第六章化學平衡與標準平衡常數
（1）了解如何由熱力學熱力學平衡條件導出化學反應等溫方程，掌握化學反應等溫方程式應用；
（2）了解如何由化學勢導出標準平衡常數；掌握標準平衡常數與化學反應標準Gibbs能變之間的關系；掌握標準摩爾吉布斯自由能的求算和應用；熟練掌握平衡常數和平衡組成的計算。
（3）理解溫度、壓力和惰性氣體對平衡組成影響，從而進一步理解化學平衡移動規律；
（4）了解同時平衡、反應耦合等幾個與化學平衡相關的問題。
第七章統計熱力學基礎
（1）了解統計系統的分類；理解統計熱力學的基本假設；
（2）理解玻爾茲曼能量分布及其適用條件。
（3）理解配分函數的定義及其物理意義。掌握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。
第八章電化學基礎
（1）掌握電化學的基本概念和法拉第定律，了解遷移數意義和常用的測定方法；
（2）理解電導、電導率、摩爾電導率、極限摩爾電導率、離子摩爾電導率的概念及它們和濃度的關系；
（3）理解離子獨立運動定律，掌握測定電導的一些應用；
（4）理解離子強度、離子活度、離子平均活度和平均活度系數的概念；掌握其計算方法；
（5）了解電解質溶液的德拜—休克爾互吸理論和昂薩格電導理論的基本觀點，掌握德拜—休克爾極限公式的計算；
（6）理解可逆電池和不可逆電池的概念，掌握電池圖式的表示方法，了解電動勢產生機理；了解對消法測定電動勢的基本原理和標準電池的作用；
（7）掌握可逆電極的種類，能夠熟練寫出有關的電極反應和電池反應，并能根據所給化學反應設計電池；
（8）掌握電池和電極電勢的能斯特方程；
（9）掌握電池反應的熱力學函數ΔrG、ΔrS、ΔrH和平衡常數的計算以及電動勢測定的主要應用；
（10）理解分解電壓的意義和用途；理解極化作用產生的原因和極化的分類；理解超電勢和極化曲線的概念；
（11）理解原電池和電解池的極化曲線中電流密度與極化電勢的關系；
（12）掌握用計算的方法判斷在兩個電極上首先發生反應的物質。
第九章化學動力學基礎
（1）理解反應速率的表示法和基元反應、非基元反應、反應級數、反應分子數和速率常數這些基本的概念；
（2）掌握基元反應的質量作用定律和非基元反應速率的表示方法；
（3）掌握零級、一級、二級和三級反應的動力學方程及動力學特征，掌握確定反應級數的方法；掌握利用速率方程計算速率常數和半率期等計算；
（4）掌握Arrhenius經驗公式的各種表達形式，理解活化能的意義，理解溫度、活化能對反應速率的影響；
（5）了解碰撞理論與過渡態理論的基本論點，了解公式推導思路，并了解Arrhenius經驗活化能、碰撞理論活化能(閾能)以及過渡態理論活化能的概念以及三者的關系；
（6）掌握對峙反應、平行反應和連串反應的特點；
（7）掌握用控制步驟法，穩態近似法和平衡近似法等近似方法從復雜的反應機理推導出速率方程；
（8）掌握鏈反應的特征與爆炸反應的機理，了解探索反應機理的一般方法。
第十章表面化學
（1）理解表面自由能、表面張力、表面功的概念，了解表面張力與溫度的關系；
（2）了解潤濕的種類，掌握楊氏方程的應用；
（3）掌握Young-Laplace和Kelvin公式并能運用該公式解釋一些實際現象；
（4）理解化學吸附和物理吸附的區別，理解吸附量的定義，了解各種吸附曲線形式；了解影響固體吸附的主要因素；
（5）理解氣－固表面吸附的本質，掌握氣－固表面的Langmuir吸附等溫式的理論要點，了解Freundlich吸附等溫式和BET公式，了解BET公式的應用；
（6）理解溶液表面的吸附現象，并掌握吉布斯吸附等溫式的表示形式及各項的物理意義，會用吉布斯等溫式作簡單計算；
（7）理解表面活性物質的概念，了解表面活性分子在吸附層中的定向排列行為；了解表面活性劑的大致分類以及其重要作用；
第十一章膠體分散系統與大分子溶液
（1）掌握分散系統的分類；理解膠體、溶液、憎液溶膠和親液溶膠等基本概念；了解溶膠的凈化
（2）理解溶膠的動力性質、光學性質與電性質；
（3）了解膠體粒子帶電原因、掌握溶膠膠團結構、雙電層結構和電動勢的概念；
（4）了解膠體穩定性；掌握電解質對溶膠穩定性的影響，會判斷電解質聚沉能力的大小；
（5）了解高分子溶液的性質，理解唐南平衡，掌握滲透壓法測定高分子摩爾質量的方法。

參考教材：

1、傅獻彩等編，《物理化學》（第五版），高等教育出版社，2005.7
2、物理化學學科編，《精編物理化學講義》，湖南大學印刷，2014
3、天津大學編，《物理化學》（第五版），高等教育出版社，2009.5
4、彭笑剛著.《物理化學講義》，北京：高等教育出版社，2012.10
5、韓德剛等編，《物理化學》，高等教育出版社，2001.7
6、P.Atkins, J.Paula. Physical Chemistry, 7th ed. New York, Oxford University Press Inc., 2002