北京工业大学-物理化学I-2022年考研大纲

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北京工业大学-物理化学I-2022年考研大纲

2022 年硕士研究生招生考试大纲

考试科目名称:物理化学I 考试科目代码:684

一、考试要求

物理化学 I 考试大纲适用于北京工业大学环境与生命学部(0703)化学学科的硕

士研究生招生考试。考试内容包含物理化学基础理论部分(热力学统计和量子化学部

分除外),这门课程是物理化学学科的重要基础理论课。物理化学的考试内容主要包

括化学热力学基础与平衡理论、电化学理论基础、化学动力学理论、界面物理化学与

胶体与高分子体系五大部分,要求考生对其中的基本概念有深入的理解,系统掌握物

理化学中基本定理和分析方法,具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

要求学生具有必要的基础知识,熟练的计算能力,一定的分析、综合能力。

二、考试内容

(一)热力学第一定律及其应用

明确热力学的一些基本概念,如体系、环境、功、热、变化过程等。掌握热力

学第一定律和热力学能的概念。熟知功和热正负号的取号惯例。明确准静态过程与

可逆过程的意义。掌握 UH 都是状态函数以及状态函数的特性。熟练应用热力学

第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的U、H、QW。熟练应

用生成焓、燃烧焓来计算反应热。会应用赫斯定律和基尔霍夫定律。了解卡诺循环

的意义。了解摩尔定压、定容热容的概念;了解节流过程的特点及焦耳-汤姆逊系数

的定义与实际应用。从微观角度了解热力学第一定律的本质。

(二)热力学第二定律

明确热力学第二定律的意义。掌握热力学第二定律与卡诺定理的联系。理解克

劳修斯不等式的重要性。熟记热力学函数 U、H、S、F、G 的定义,并了解其物理

意义。明确G 在特殊条件下的物理意义,会用它来判别变化的方向和平衡条件。

熟练计算过程的S、HG,能利用范霍夫等温式判别变化的方向。较熟练地运

用吉布斯-亥姆霍兹公式、克拉贝龙方程式和克劳修斯-克拉贝龙方程式。明确偏摩

尔量和化学势的意义。了解热力学第三定律的内容,明确规定熵值的意义、计算及



 

其应用。掌握熵增加原理和各种平衡判据。初步了解不可逆过程热力学关于熵流和

熵产生等基本内容。熟练掌握和使用标准摩尔定容热容、标准摩尔定压热容、标准

摩尔相变焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓和标准熵的定义和应用。

(三)溶液 多组分体系热力学在溶液中的应用

熟悉溶液浓度的各种表示法及其相互关系。理解理想溶液、稀溶液与实际溶液

三者的区别和联系。掌握拉乌尔定律和亨利定律以及它们的应用。理解理想体系

(理想气体、理想溶液、理想稀溶液)中各组分化学势的表达式及其应用。了解逸

度和活度的概念及逸度系数、活度系数的简单计算。了解从微观角度讨论溶液形成

时一些热力学函数的变化。了解稀溶液依数性公式的推导,以及分配定律公式的推

导,了解热力学处理溶液的一般方法。

(四)相平衡

明确相、组分数和自由度的概念,理解相律并掌握其简单应用。掌握杠杆规则

在相图中的应用。掌握单组分系统和二组分系统典型相图的特点。在双液系中以完

全互溶的双液系为重点了解其 p-x 图和 T-x 图,了解蒸馏和精馏的基本原理。在二

组分液-固体系中,以简单低共熔物的相图为重点,了解相图的绘制及其应用。了解

水盐体系相图的应用。了解相图在萃取、结晶、纯化等过程中的应用。

(五)化学平衡

能够从化学势的角度理解化学平衡的意义,理解并掌握化学反应等温式的意义

与应用。了解均相和多相反应的平衡常数表示式的区别。理解Gm 的意义,会用

Gm 估计反应发生的可能性。熟悉 KO、Kp、KxKc 间的关系。了解平衡常数与

温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响,并掌握其计算方法。能根据标准

热力学函数的表值计算平衡常数。熟练掌握用热力学方法计算化学反应标准平衡常

数。掌握反应物平衡转化率及体系平衡组成的计算。了解对同时平衡、反应耦合、

近似计算等的处理方法。初步了解生物能力学的基本内容。

(六)电解质溶液

明确电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系。熟悉离子独立移动

定律及电导测定的一些应用。了解迁移数与摩尔电导率、离子迁移率之间的关系。


明确电解质的离子平均活度系数的概念,并掌握其计算方法。了解强电解质溶液理

论(主要是离子氛的概念),并会使用德拜-休克尔极限公式。

(七)可逆电池的电动势及其应用

熟悉电化学惯用的电极电势名称和符号。熟悉标准电极电势表的应用。对于所

给的电池,能熟练、正确地写出电极反应和电池反应。能根据化学反应来设计电

池。掌握电极电势及电动势的计算;熟知标准电动势 E 与反应平衡常数 Ka 的关

系。明确温度对电动势影响。掌握由电化学数据计算热力学函数的变量rHm、

rSm、rGm 等。了解电动势产生的机理及电动势测定法的一些应用。

(八)电解与极化作用

明确极化现象产生的原因、极化的分类、极化的机理。理解超电势、分解电压

等概念。了解超电势在电解中的作用。能计算一些简单的电解分离问题。了解金属

腐蚀的机理和各种防腐方法。了解化学电源的类型及应用。

(九)化学反应动力学基础

掌握等容反应速率的表示方法及其基元反应、反应级数、速率常数等概念。对

于由简单级数的反应如零级、一级、二级,要掌握其速率公式(微分式和积分式)

的各种特征并能够由实验数据确定简单反应的级数。对三级反应有一般的了解。对

三种复杂的典型反应(对峙反应、平行反应和连续反应)要掌握其各自的特点,并

对其中比较简单的反应能写出反应速率与浓度关系的微分式。明确温度、活化能对

反应速率的影响,理解阿累尼乌斯经验式中各项的含意,会计算 Ea、A、等物理

量。掌握链反应的特点及其速率方程的建立,会应用稳态近似、平衡假设等近似处

理方法。能够推断简单复杂反应的反应机理。

了解化学反应动力学的碰撞理论、过渡态理论和单分子反应理论的基本内容,

会计算一些简单基元反应的速率常数。掌握 Ec、Eb、E0、rHm、

rSmEa 和指

前因子 A 之间的关系。初步了解分子反应动力学的常用实验方法和该研究在理论上

的意义。了解溶液中反应的特点和溶剂对反应的影响。了解快速反应所常用的测试

方法及弛豫时间。理解光化学反应的基本定律(光化当量定律、量子产率)及量子

产率的计算。了解催化反应的特点,明确催化作用的基本原理和常见的催化反应的

类型。



 

(十)界面现象

明确表面吉布斯自由能、表面张力、接触角的概念,了解表面张力与温度的关

系。明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系。会使用杨-拉普拉斯

公式。了解弯曲表面上的蒸气压与平面相比有何不同,熟练掌握定量应用开尔文公

式,会用这个基本原理解释常见的表面现象。理解吉布斯吸附等温式的表示形式,

各项的物理意义,并能应用及作简单计算。了解液-液、液-固界面的铺展与润湿情

况。理解气-固表面的吸附本质及吸附等温线的主要类型。掌握 Langmuir 吸附理论

要点。对弗伦德利希等温式、BET 多分子层吸附等温式有初步了解。了解表面活性

剂的特点、作用及大致分类。理解和使用 Langmuir-HinshclwoodLangmuir-Rideal

历程的假设和应用。

(十一)胶体分散体系和大分子溶液

了解胶体分散体系的基本特性。掌握胶体分散体系在动力性质、光学性质及电

学性质等方面的特点以及如何利用这些特点对胶体进行粒度大小、带电情况等方面

的研究并应用于实践。了解溶胶在稳定性方面的特点及电解质对溶胶稳定性的影

响,会判断电解质聚沉能力的大小。了解乳状液的种类、乳化剂的作用以及在工业

和日常生活中的应用。了解大分子溶液与溶胶的异同点。了解什么是唐南平衡,如

何较准确地用渗透压法测定电离大分子物质的相对分子质量。了解聚合物相对分子

质量的种类及其测定方法。对天然大分子、凝胶的特点等有一个初步的概念。

三、参考书目

1.《物理化学》(第五版),上册,刘俊吉,周亚平,李松林著天津大学物理化

学教研室编,高等教育出版社,2009 年出版

2.《物理化学》(第五版),下册,李松林,周亚平,刘俊吉著天津大学物理化

学教研室编,高等教育出版社,2009 年出版

3.《物理化学》(第五版),上、下册,傅献彩、沈文霞、姚天杨、侯文华编,

高等教育出版社,2005 年;《物理化学》(第四版),上、下册,傅献彩、沈文霞、

姚天杨编,高等教育出版社(1990 年),也可作为参考

 

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