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物理化学 考 试大纲 试卷结构 选择题：约 20% 问答题：约 20% 计算题：约 60% 一、热力学第一定律 考试内容 系统和环境，系统的性质，热力学平衡态，状态函数，状态方程，过程和途径， 热和功， 热力学第一定律， 准静态过程和可逆过程， 功与过程， 准静态过程， 可 逆过程，焓，热容，热力学第一定律对理想气体的应用，理想气体的内能和焓 Ga y -Luss ac-Joule 实验，理想 气体 的Cp 与CV 之差，绝热 过 程 的 功和过程方程 式， Carnot 循环，热机效率， Joule-Thomson 效应，实际气体的 U 和 H ，化学 反应的热效应 等压热效应与等容热效应， 反应进度， 标准反应摩尔焓变， Hes s 定律， 标准摩尔生成焓， 标准摩尔离子生成焓， 标准摩尔燃烧焓， 反应焓变与温 度的关系 Kirchhof f 定律。 考试要求 1 理解热力学的一些基本概念，会用基本概念解决一些问题。 2 熟知功和热正负号的取号惯例及各种过程中功与热的计算。 3 熟练地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 、Q 和W 。 4 能熟练地应用生成焓、燃烧焓来计算反应焓变。 5 会应用 He ss 定律和 Kirc hhof f 定律。 二、热力学第二定律 考试内容 自发变化的共同特征 不可逆性，热力学第二定律， Ca rnot 定律，熵的概念， Cl ausius 不等式 热力学第二定律的数学表达式， 熵增加原理， 热力学基本方程 热力学第一定律和第二定律的联合公式， 熵变的计算， 等温过程中熵的变化值，非等温过程中熵的变化值，热力学第二定律的本质，熵与热力学概率的关系 Boltzmann 公式， Helmholtz 自由能， Gibbs 自由能，变化的方向与平衡条件， 等温物理变化中的 G 的计算，化学反应中的 G 化学反应等温式，基本公式， 特性函数， Maxwe l l 关系式及其应用， Gibbs 自由能与温度的关系 Gibbs -He lmholtz 方程， Gibbs 自由能与压力的关系， 热力学第三定律与规定熵， 热力学第三定律，规定熵值。 考试要求 1 了解自发变化的共同特征，明确热力学第二定律的意义。 2 熟记热力学函数S 的含意及A 、G 的定义，了解其物理意义。 3 能熟练地计算一些过程中的 S 、 H 、 A 和 G ， 会设计可逆过程。 会运用热 力学基本方程及 Gibbs -He lmholtz 公式。 4 理解熵的统计意义。 5 了解热力学第三定律的内容，知道规定熵值的意义、计算及其应用。 三、多组分系统热力学及其在溶液中的应用 考试内容 多组分系统的组成表示法， 偏摩尔量的定义， 偏摩尔量的加和公式， Gibbs-Duhem 公式 系统中偏摩尔量之间的关系，化学势的定义，化学势在相平衡中的应用， 化学势与温度、 压力的关系， 理想气体及其混合物中各组分的化学势， 非理想气 体及其混合物中各组分的化学势 逸度的概念， Raoult 尔定律， Henry 定律， 理 想液态混合物的定义， 理想液态混合物中任一组分的化学势， 理想液态混合物的 通性， 理想稀溶液中任一组分的化学势， 稀溶液的依数性， 非理想液态混合物中 任一组分的化学势 活度的概念，非理想稀溶液。 考试要求 1 熟练掌握多组分系统的组成表示法及其相互之间的关系。 2掌握偏摩尔量和化学势的定义，了解他们之间的区别。 3 掌握理想气体化学势的表示式及其标准态的含义，了解逸度的概念。 4掌 握 Raoult 定律和 Henry 定律。 了解理想液态混合物的通性及化学势的表示 方法。 5 了解理想稀溶液中各组分化学势的表示法。6 熟悉稀溶液的依数性，会利用依数性计算未知物的摩尔质量。 7 了解相对活度的概念。 四、相平衡 考试内容 多相系统平衡的一般条件， 相数， 独立组分数和自由度， 相律及其推导， 单组分 系统的两相平衡 Clapeyron 方程，外压与蒸气压的关系 不活泼气体对液体蒸 气压的影响， 水的相图， 超临界状态， 理想的二组分液态混合物 完全互溶双液 系， 杠杆规则， 蒸馏 （或精馏） 原理， 非理想的二组分液态混合物， 部分互溶的 双液系， 不互溶的双液系 蒸气蒸馏， 简单的低共熔二元相图， 形成化合物的系 统，液、固相都完全互溶的相图，区域熔炼，固相部分互溶的二组分相图。 考试要求 1 理解解相、相分数和自由度等相平衡中的基本概念，并能运用其解决问题。 2 熟练掌握相律在相图中的应用。 3 能看懂各种类型的相图，并进行简单分析，理解相图中各相区、线和特殊点 所带代表的意义，了解其自由度的变化情况。 4 在双液系相图中，了解完全互溶、部分互溶和完全不互溶相图的特点，掌握 如何利用相图进行有机物的分离提纯。 5 会用步冷曲线绘制二组分固液相图，会对相图进行分析，并了解二组分固液 相图和水盐相图在冶金、分离、提纯等方面的应用。 五、化学平衡 考试内容 化学反应的平衡条件和反应进度 的关系，气相反应的平衡常数 化学反应的等 温方程式， 溶液中反应的平衡常数， 平衡常数的表示式， 复相化学平衡， 标准状 态下反应的 Gibbs 自由能变化值， 标准摩尔生成 Gibbs 自由能， 温度对化学平衡 的影响，压力对化学平衡的影响，惰性气体对化学平衡的影响，近似计算 考试要求 1 掌握并能使用化学反应等温式。 2 掌握各类平衡常数的表达方式。能利用平衡转化率计算平衡常数。3 掌握均相和多相反应的平衡常数表示式的不同。 4 理解 rG m 的意义以及与标准平衡常数的关系，掌握 rG m 的求解和应用。理 解 rG m 的意义并掌握其用途。 5 熟悉温度、压力和惰性气体对平衡的影响。 六、电解质溶液 考试内容 电化学中的基本概念， 原电池和电解池， Fara day 电解定律， 离子的电迁移现象， 离子的电迁移率和迁移数， 离子迁移数的测定， 电导、 电导率、 摩尔电导率， 电 导的测定， 电导率、 摩尔电导率与浓度的关系， 离子独立移动定律和离子的摩尔 电导率，电导测定的一些应用，电解质的平均活度和平均活度因子，离子强度， De bye-Hckel 离子互吸理论。 考试要求 1掌握电化学的基本概念和电解定律，了解迁移数的意义及常用的测定迁移数 的方法。 2 掌握电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系。 3 熟悉离子独立移动定律及电导测定的一些应用。掌握迁移数与摩尔电导率、 离子电迁移率之间的关系，能熟练地进行计算。 4理解电解质的离子平均活度、平均活度因子的意义及其计算方法。 5 会计算离子强度及使用 De bye-Hckel 极限公式。 七、可逆电池电动势及其应用 考试内容 可逆电池， 可逆电极和电极反应， 对消法测电动势， 标准电池， 可逆电池的书写 方法， 电动势的取号， Ne rns t 方程， 由标准电动势求电池反应的平衡常数 ， 由 电 动势及其温度系数求反应的 rH m 和 rS m ， 电极与电解质溶液界面间电势差的形成， 接触电势， 液体接界电势， 电动势的产生， 标准电极电势 标准氢标电极， 参比 电极，电池电动势的计算，求电解质溶液的平均活度因子，求难溶盐的活度积， pH 值的测定。考试要求 1 掌握形成可逆电池的必要条件、可逆电极的类型和电池的书面表示方法，能 熟练、正确地写出电极反应和电池反应。 2了解对消法测电动势的基本原理和标准电池的作用。 3 熟练地用 Ne rns t 方程计算电极电势和电池的电动势。 4 掌握热力学与电化学之间的联系，会利用电化学测定的数据计算热力学函数 的变化值。 5 熟悉电动势测定的主要应用，会从可逆电池测定数据的计算平均活度因子、 解离平衡常数和溶液的 pH 等。 八、电解与极化作用 考试内容 分解电压， 浓差极化， 电化学极化， 极化曲线 超电势的测定， 氢超电势， 金属 析出与氢的超电势， 金属离子的分离， 电解过程的一些其他应用， 金属的电化学 腐蚀，金属的防腐，金属的钝化。 考试要求 1 理解掌握分解电压、极化现象和超电势。 2 了解电解池与原电池的极化曲线有哪些异同点。 3 掌握如何计算超电势，能在电解过程中，用计算的方法判断在两个电极上首 先发生反应的物质。 .4了解金属腐蚀的类型，了解常用的防止金属腐蚀的方法。 九、化学动力学基础（一） 考试内容 化学反应速率的表示方法， 基元反应和非基元反应， 反应的级数、 反应分子数和 反应的速率常数， 一级反应， 二级反应， 零级反应和准级反应， 反应级数的测定 法， 对峙 反应，平行反应，连续反应，反应 速率 与温 度的关系 Arrhenius 经验 式， 反应速率与温度关系的几种类型， 活化能与温度的关系， 反应速率与活化能 之间的关系，直链反应（ H 2 和 Cl 2 反应的历程） 稳态近似法，支链反应 H 2 和 O 2 反应的历程，拟定反应历程的一般方法。考试要求 1 掌握宏观动力学中的一些基本概念， 2 掌握具有简单级数反应（如一级、二级和零级）的特点，会从试验数据利用 各种方法判断反应级数，还要能熟练地利用速率方程计算速率常数、半衰期等。 3 掌握三种典型的复杂反应的特点，会使用合理的近似方法，作一些简单的计 算。 4 掌握温度对反应就速率的影响，特别是在平行反应中如何进行温度调控，以 提高所需产物的产量。掌握 Arrhenius 经验式的各种表示形式，知道活化能的含 义，它对反应速率的影响和掌握活化能的求算方法。 5 掌握链反应的特点，会用稳态近似、平衡假设和速控步等近似方法从复杂反 应的机理推导出速率方程。 十、化学动力学基础（二） 考试内容 碰撞理论， 过渡态理论， 单分子反应理论， 溶剂对反应速率的影响 笼效应， 原 盐效应，光化学反应与热化学反应的区别，光化学反应的初级过程和次级过程， 光化学最基本定律，量子产率，光化学反应动力学，光化学平衡和热化学平衡， 催化剂与催化作用，均相酸碱催化，络合催化，酶催化。 考试要求 1 了解碰撞理论和过渡态理论。 掌握活化能、 阈能和活化焓等能量之间的关系。 2了解溶液反应的特点和溶剂对反应的影响，会判断离子强度对不同反应速率 的影响（即原盐效益） 。 3 了解光化学反应的基本定律、光化学平衡与热化学平衡的区别。掌握量子产 率的计算和会处理简单的光化学反应的动力学问题。 4 了解催化反应的特点、了解催化剂改变反应速率的本质。 十一、表面物理化学 考试内容 表面能及表面 Gibbs 自由能， 表面张力， 表面张力与温度的关系， 溶液的表面张 力与溶液浓度的关系，弯曲表面上的附加压力， Y o ung-Laplac e 公式，弯曲表面上的蒸气压 Kelvin 公式，溶液的表面吸附 Gibbs 吸附公式，粘湿过程，浸湿 过程，铺展过程，接触角与润湿方程，表面活性剂的分类，表面活性剂的结构， 表面活性剂的一些重要作用及其应用， 固体表面的特点， 吸附等温线， Langmuir 吸附等温式，混合气体的 Langmuir 吸附等温式，Freundlich 等温式， BET 多层 吸附公式，化学吸附和物理吸附，固体在溶液中的吸附 吸附等温线。 考试要求 1 明确表面张力和表面 Gibbs 自由能的概念，了解表面张力与温度的关系。 2 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，掌握 Y o ung-Laplace 公式。 3 掌握 Ke lvin 公式，会用这个基本原理来解释常见的表面现象。 4 掌握 Gibbs 吸附等温式的表示形式及各项的 物理意义，并能应用该式作简单 计算。 5 理解什么叫表面活性剂，了解它在 表面上作定向排列及降低表面 Gibbs 自由 能的情况，了解表面活性剂的大致分类及它的几种重要作用。 6理解液液、液固界面的铺展与润湿情况。 7 理解气固表面的吸附本质，了解化学吸附与物理吸附的区别，了解影响固 体吸附的主要因素，掌握 Langmuir 吸附等温式。 8 了解化学吸附与多相催化反应的关系，了解气固相表面催化反应速率的特 点及反应机理。 十二、胶体分散系统和大分子溶液 考试内容 胶体和胶体的基本特性， 分散系统的分类， 胶团的结构， Brown 运动、 扩散和渗 透压、沉降和沉降平衡， T yndall 效应， Rayleigh 公式，电动现象，电泳，电渗， 沉降电势和流动电势，双电层理论和 电势，溶胶的稳定性，影响聚沉的一些因 素，胶体稳定性 的 DL VO 理论大 意，高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定 作用， 大分子溶液的界定， Donna n 平衡，聚电解质溶液的渗透压。 考试要求 1 了解胶体分散系统的大概分类，掌握憎液溶胶的胶粒结构。 2 掌握憎液溶胶在动力性质、光学性质、电学性质等方面的特点。3 掌握溶胶在稳定性方面的特点，掌握电动电势以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。 4 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。 5 了解大分子溶液与溶胶的异同点。了解什么是 Donnan 平衡。能用 渗透压法 确定聚电解质的数均摩尔质量。
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