2018年赣南师范大学《物理化学》硕士研究生考试考研大纲
1 《物理化学》考试大纲 一、 试卷满分及考试时间 试卷满分:150 分。考试时间:3 小时。 二、 试题题型结构 选择题;填空题;计算题;问答题等。 三、 主要参考书 (1)傅献彩、陈瑞华编《物理化学》(高等教育出版社,第五版)。 (2)中华人民共和国国家标准 GB3102·8 物理化学和分子物理学的量和单位。 四、考查内容 以基本概念与基本知识、基本定律与基本理论、基本计算与基本方法的形式,列出具体 的考核范围。 第一章 热力学第一定律 一、基本概念与基本知识 体系与环境;强度性质与容量性质;状态、状态函数、状态方程式;过程、途径、过程 量;可逆过程和不可逆过程;热、功、热力学能、焓;热容;反应进度;热效应、标准生成 热、标准燃烧热;积分溶解热、微分溶解热;键焓、键解离能;焦—汤效应、焦—汤系数等。 二、基本定律与基本理论 热力学第一定律的文字表述及数学表达式;盖斯定律、基尔戈夫定律;热力学第一定律 对简单状态变化过程的分析;热力学第一定律对相变过程的分析;热力学第一定律对化学变 化的分析;理想气体的热力学特征。 三、基本计算与基本方法 在 298.15K 时的热力学计算;其它温度下的热力学计算;简单状态变化过程中 Q、W、 △U、△H 的计算;相变过程中 Q、W、△U、△H 的计算;化学变化过程中 Q、W、△U、△H 的计算。 第二章 热力学第二定律 一、基本概念与基本知识 过程方向与限度;卡诺循环,热机效率;热温商、熵、规定熵;吉布斯自由能,赫姆霍 斯自由能;及特定条件下△G 与△F 的物理意义。 二、基本定律与基本理论 热力学第二定律的表述及数学表达式;卡诺原理;熵增加原理;过程方向与限度的判断; 热力学第二定律对绝热简单状态变化过程的分析;热力学第二定律对非绝热简单状态变化 (等温、等压及等容等)过程的分析;热力学第二定律对相变过程的分析;热力学第二定律 2 对化学变化过程的分析;热力学第三定律;热力学基本方程式;特征偏微商(含吉—亥公式); Maxwell 关系式等。 三、基本计算与基本方法 热机效率、卡诺循环的计算;简单状态变化的热力学函数 Q、W、△U、△H、△S、△G、 △A 计算;相变过程的热力学函数 Q、W、△U、△H、△S、△G、△A 计算;化学变化过程的 热力学函数 Q、W、△U、△H、△S、△G、△A 计算;规定熵的计算;热力学关系式的证明或 推导。 第三章 统计热力学基础 一、基本概念与基本知识 统计热力学的基本假设;定位系统与非定位系统;简并态与非简并态;配分函数。 二、基本定律与基本理论 玻兹曼统计;最概然分布。 三、基本计算与基本方法 最概然分布计算;分子平动、转动和振动配分函数计算;理想气体简单分子的热力学状 态函数计算。 第四章 溶液——多组分体系热力学在溶液中的应用 一、基本概念与基本知识 偏摩尔量;化学势;理想液态混合物、理想稀溶液;体系中各物质的标准态。 二、基本定律与基本理论 偏摩尔的集合公式、Gibbs-Duhem 公式;化学势随 P、T 的变化;拉乌尔定律与亨利定 律;溶液中各物质的化学势表达式;混合过程中体系热力学性质的变化;稀溶液的依数性。 三、基本计算与基本方法 理想液态混合物平衡气、液相组成的计算;有关液态混合过程中体系热力学函数改变量 的计算;稀溶液依数性有关的计算;由蒸气压数据和相平衡原理计算液相体系中物质的活度; 有关化学势改变的计算。 第五章 相平衡 一、基本概念与基本知识 相、物种数、独立组分数、自由度;相点、物系点、结线、液相线、气相线、固相线; 恒沸混合物、低共熔混合物、固熔体;临界会溶温度、相合熔点、不相合熔点、转熔温度; 稳定化合物、不稳定化合物;步冷曲线;单组分体系的 P—T 图;双液体系的 T—X 图及 P—X 图(完全互溶、部分互溶、完全不互溶);二元凝聚体系的 T—X 图(简单低共熔、形成稳 定化合物、形成不稳定化合物、完全互溶、部分互溶、完全不互溶);三液体系相图;水— 盐三元体系相图(包括简单、生成水合物及复盐)。 二、基本定律与基本理论 相平衡的热力学条件;相律;Clapeyron 方程及 Clapeyron -Clausius 方程;分配定律; 杠杆规则;特鲁顿规则;分馏及水蒸气蒸馏原理。 3 三、基本计算与基本方法 互成平衡的相相对量的计算;有关相数、独立组分数和自由度的计算;单组分两相平衡 体系 P—T 关系的计算;热分析法及二元相图的绘制;溶解度法及二元相图的绘制;简单的 三组分相图;相图用于分离、提纯的计算等。 第六章 化学平衡 一、基本概念与基本知识 化学反应吉布斯自由能(dG/dξ )T,P;化学亲和势 A= -∑ν Bμ B;化学反应的△rG 0 m 和 △rGm;物质的标准生成吉布斯自由能;各种平衡常数的表达式及它们之间的关系;固体的分 解压及分解温度。 二、基本定律与基本理论 化学平衡的热力学条件;化学反应等温方程式;温度对平衡的影响;各种因素对反应方 向及平衡产率的影响。 三、基本计算与基本方法 平衡常数与平衡混合物组成的计算(含同期平衡);由参加反应各物质的热力学性质 (△f G 0 m;△f H 0 m,S 0 m, Cp,m 等)计算化学反应的△rG 0 m 与△rG m;固体分解压,分解温度 的计算。 第七章 电解质溶液 一、基本概念与基本知识 电导、电导率、摩尔电导率;离子迁移数、离子电导率、离子淌度;电解质活度、离子 平均活度、平均活度系数。 二、基本定律与基本理论 浓度、温度对电导、电导率、摩尔电导率的影响;离子独立移动定律;得拜—尤格尔离 子互吸理论、离子氛模型。 三、基本计算与基本方法 电导的测定方法及有关计算;迁移诉的测定方法及有关计算;离子强度、用 D—H 公式 计算以及 γ ±;异离子效应对溶解度的计算;电导测定的应用。 第八章 可逆电池的电动势及其应用 一、基本概念与基本知识 原电池、电解池、电极命名;可逆与不可逆电池、化学电池、浓差电池、单液与双液电 池、标准电池;相间电势差、接触电势、液接电势、盐析;可逆电极分类及常见电极的使用。 二、基本定律与基本理论 电极电势、标准电极电势;可逆电池热力学;电动势及其测定原理、能斯特方程。 三、基本计算与基本方法 根据电池符号书写电极和电池反应,根据要求设计电池;各类电极的电极电势的计算; 各类电池电动势的计算;应用电化学方法测定、计算热力学函数;应用电化学方法计算各类 平衡常数;电动势测定的其它应用 pH 测定、γ ±测定等。 4 第九章 电解与极化作用 一、基本概念与基本知识 电解现象、分解电压;极化、极化曲线、超电势;化学电源、金属的电化学腐蚀、防腐 方法、腐蚀电流。 二、基本定律与基本理论 电化学极化、氢超电势理论;塔菲尔公式、浓差极化、析出电势与析出顺序。 三、基本计算与基本方法 与法拉第电解定律有关的计算;实际析出电势的计算及电极反应的判断。 第十章 化学动力学基础(一) 一、基本概念与基本知识 反应速率、速率常数;速率方程、动力学方程;基元反应、基元步骤、反应分子数;基 元反应活化能、反应级数;半衰期;活化能和表观活化能、指前因子;对峙反应、平行反应、 连续反应;直链反应、支链反应;反应机理、决速步骤、确定反应机理的主要步骤等。 二、基本定律与基本理论 具有简单级数的反应的动力学特征;温度对反应速率的影响、Arrhenius 方程;各类典 型复杂反应的动力学特征;稳态近似与平衡假设。 三、基本计算与基本方法 具有简单级数反应的动力学计算;速率常数、半衰期的计算方法;反应级数及活化能的 实验测定;与 Arrhenius 方程有关的计算;由反应机理书写和推导速率方程;复杂反应表观 活化能及基元反应活化能估算;典型复杂反应的动力学计算。 第十一章 化学动力学基础(二) 一、基本概念与基本知识 碰撞直径、碰撞截面、碰撞参数、阈能、碰撞数、有效碰撞数、有效碰撞分数、几率因 子、频率因子;势能面、势能垒活化络合物、活化焓△rH ≠ m、活化熵△rS ≠ m、活化吉布斯自 由能△rG ≠ m 等;催化的基本名词、术语和催化作用;光化学的基本名词。 二、基本定律与基本理论 质量作用定律;气相反应简单碰撞理论要点及基本公式;过渡态理论要点及基本公式; 林得曼单分子反应理论;溶液中反应的动力学特征(含离子强度的影响);表面质量作用定 律在多相催化反应中的应用;表面反应为决速步骤的反应的动力学特征;光化学第一定律和 第二定律;光化反应动力学特征。 三、基本计算与基本方法 简单碰撞理论中碰撞数,有效碰撞分数和速率常数的计算;过渡态理论中△rH ≠ m、 △rS ≠ m 及 Ea 的计算;量子产率的计算;有关催化反应表观活化能等的计算。 第十二章 界面现象 一、基本概念与基本知识 5 比表面(分散度)、比表面吉布斯自由能表面功、表面张力;吸附作用(物理吸附、化 学吸附、吸附量;吸附热、吸附曲线、吉布斯吸附超量);表面活性剂(分类、性质、胶束、 CMC 值、HLB 值);润湿、铺展、接触角、毛细现象。 二、基本定律与基本理论 单分子吸附理论(朗格缪尔吸附);BET 多分子层吸附理论;弗兰得里希吸附等温式; 吉布斯吸附等温式;弯曲液面的附加压力 Laplace 公式;弯曲液面蒸气压、Kelvin 公 式及介稳现象。 三、基本方法与基本计算 表面热力学的有关计算;吸附等温式的有关计算(吸附等温式中常数的确定、比表面、 吸附量、表面层分子截面积);与曲率半径有关的计算(附加压力蒸气压、溶解度)。 第十三章 胶体分散体系及大分子溶液 一、基本概念与基本知识 分散相、分散介质、各种分散体系;溶胶的基本特征与胶团结构;布郎运动、扩散、沉 降、沉降平衡;丁达尔现象、光的散射;电泳、电渗、电动现象、ζ 电势;大分子对溶胶 的保护作用、敏化作用;溶胶的制备与净化;大分子溶液特征、大分子溶液粘度与相对平均 分子质量(数均、质均、粘均)。 二、基本定律与基本理论 胶团结构的双电层理论;胶体稳定性理论(DLVO 理论);胶体聚沉规律(叔采哈代规 律、感胶离子序);光散射的雷莱公式;沉降速率公式及高度分布律;大分子溶液的渗透压 与唐南平衡。 三、基本方法与基本计算 利用溶胶动力学性质进行有关计算;ζ 电势的计算;大分子溶质相对平均分子量的测 定;大分子溶液的渗透压及唐南平衡的有关计算。
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