牡丹江師范學(xué)院2021年

    碩士研究生入學(xué)考試自命題科目考試大綱

    科目代碼、名稱:621物理化學(xué)

    專業(yè)類別：√學(xué)術(shù)型□專業(yè)學(xué)位

    適用專業(yè):0703化學(xué)

    一、基本知識(shí)點(diǎn)

    （一）氣體

    考試內(nèi)容

    1、氣體分子動(dòng)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(dòng)的速率分布

    5、分子平動(dòng)能的分布

    6、氣體分子在重力場(chǎng)中的分布

    7、分子的碰撞頻率與平均自由程

    8、實(shí)際氣體

    9、氣液間的轉(zhuǎn)變—實(shí)際氣體的等溫線和液化過(guò)程

    10、壓縮因子圖—實(shí)際氣體的有關(guān)計(jì)算

    考試要求

    了解氣體分子運(yùn)動(dòng)公式的推導(dǎo)過(guò)程，建立微觀的運(yùn)動(dòng)模型。了解前人對(duì)問(wèn)題的處理方法和過(guò)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(shí)際氣體狀態(tài)方程及對(duì)實(shí)際氣體的計(jì)算。了解對(duì)比狀態(tài)；會(huì)使用壓縮因子圖。

    （二）熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用

    考試內(nèi)容

    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(guò)程與可逆過(guò)程

    6、焓

    7、熱容

    8、熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用

    9、Carnot循環(huán)

    10、Joule-Thomson效應(yīng)-實(shí)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)

    考試要求

    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(guò)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(hào)的取號(hào)慣例及各種過(guò)程中功與熱的計(jì)算。明確準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)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(jì)算理想氣體在等溫、等壓、絕熱等過(guò)程中的U、H、Q和W。熟練應(yīng)用生成焓、燃燒焓來(lái)計(jì)算焓變。會(huì)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(guò)程的特點(diǎn)及焦耳-湯姆遜系數(shù)的定義與實(shí)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

    考試內(nèi)容

    1、自發(fā)過(guò)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(jì)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(jì)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(jì)算示例

    13、幾個(gè)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

    考試要求

    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(huì)用它來(lái)判別變化的方向和平衡條件。熟練計(jì)算一些簡(jiǎn)單過(guò)程的S、H、A和G，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)可逆過(guò)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(shì)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(jì)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(guò)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(jì)意義。

    （四）多組分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用

    考試內(nèi)容

    1、多組分系統(tǒng)的組成表示法

    2、偏摩爾量

    3、化學(xué)勢(shì)

    4、氣體混合物中各組分的化學(xué)勢(shì)

    5、稀溶液中的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)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(shì)

    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

    考試要求

    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(shì)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(shì)的意義。掌握理想氣體化學(xué)勢(shì)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(shì)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(shì)的表示方法。了解理想稀溶液中各組分化學(xué)勢(shì)的表示法。熟悉稀溶液的依數(shù)性，會(huì)用依數(shù)性計(jì)算未知物的摩爾質(zhì)量。了解相對(duì)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

    考試內(nèi)容

    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

    考試要求

    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(guò)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(jiǎn)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(huì)用步冷曲線繪制二組分低共熔點(diǎn)相圖，會(huì)對(duì)相圖進(jìn)行分析，并了解二組分低共熔相圖和水鹽相圖在冶金、分離、提純等方面的應(yīng)用。

    （六）化學(xué)平衡

    考試內(nèi)容

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

    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(duì)化學(xué)平衡的影響

    7、同時(shí)化學(xué)平衡

    8、反應(yīng)的耦合

    9、近似計(jì)算

    考試要求

    了解從平衡常數(shù)導(dǎo)出化學(xué)反應(yīng)等溫式，并掌握這個(gè)公式的使用。了解從化學(xué)勢(shì)導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。掌握均相和多相反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式。理解的意義以及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的關(guān)系，掌握的求算和應(yīng)用。理解的意義并掌握其用途。熟悉溫度，壓力和惰性氣體對(duì)平衡的影響。

    （七）電解質(zhì)溶液

    考試內(nèi)容

    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(jiǎn)介

    考試要求

    掌握電化學(xué)的基本概念和電解定律，了解遷移數(shù)的意義及常用的測(cè)定遷移數(shù)的方法。掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及它們與溶液濃度的關(guān)系。熟悉離子獨(dú)立移動(dòng)定律及電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用。掌握遷移數(shù)與摩爾電導(dǎo)率、離子電遷移率之間的關(guān)系，能熟練地進(jìn)行計(jì)算。理解電解質(zhì)的離子平均活度、平均活度因子的意義及其計(jì)算方法。了解強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論的基本內(nèi)容及適用范圍，并會(huì)計(jì)算離子強(qiáng)度及使用德拜-休克爾極限公式。

    （八）可逆電池的電動(dòng)勢(shì)及其應(yīng)用

    考試內(nèi)容

    1、可逆電池和可逆電極

    2、電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定

    3、可逆電池的書(shū)寫方法及電動(dòng)勢(shì)的取號(hào)

    4、可逆電池的熱力學(xué)

    5、電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理

    6、電極電勢(shì)和電池的電動(dòng)勢(shì)

    7、電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用

    考試要求

    掌握形成可逆電池的必要條件、可逆電極的類型和電池的書(shū)面表示方法，能熟練、正確地寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。了解對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)電池的作用。在正確寫出電極和電池反應(yīng)的基礎(chǔ)上，熟悉地用Nernst方程計(jì)算電極電勢(shì)和電池的電動(dòng)勢(shì)。了解電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理和氫標(biāo)準(zhǔn)電極的作用。掌握熱力學(xué)與電化學(xué)之間的聯(lián)系，會(huì)利用電化學(xué)測(cè)定的數(shù)據(jù)計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)的變化值。熟悉電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的主要應(yīng)用，會(huì)從可逆電池測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算平均活度因子、解離平衡常數(shù)和溶液的pH值。

    （九）電解與極化作用

    考試內(nèi)容

    1、分解電壓

    2、極化作用

    3、電解時(shí)電極上的競(jìng)爭(zhēng)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

    考試要求

    了解分壓的意義，要使電解池不斷地進(jìn)行工作必須克服的阻力的種類。了解極化現(xiàn)象、超電勢(shì)、極化作用的種類、降低極化作用的方法。了解極化曲線、電解池與原電池的極化曲線的異同點(diǎn)。掌握H2(g)的超電勢(shì)的計(jì)算。在電解過(guò)程中，能用計(jì)算的方法判斷在兩個(gè)電極上首先發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。了解電解的一般過(guò)程及其應(yīng)用。了解金屬腐蝕的類型，了解常用的防止金屬腐蝕的方法。了解常用化學(xué)電源的基本原理、類型及目前的發(fā)展概況，特別是燃料電池的應(yīng)用前景。

    （十）化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

    考試內(nèi)容

    1、化學(xué)反應(yīng)速率表示法和速率方程

    2、具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反應(yīng)

    3、幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)

    4、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

    5、鏈反應(yīng)

    6、碰撞理論

    7、過(guò)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(dòng)力學(xué)

    考試要求

    掌握宏觀動(dòng)力學(xué)中反應(yīng)速率的表示法，基元反應(yīng)，非基元反應(yīng)，反應(yīng)級(jí)數(shù)，反應(yīng)分子數(shù)，速率常數(shù)等的基本概念。掌握簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反應(yīng)如零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)的特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用各種方法判斷反應(yīng)級(jí)數(shù)，熟練地利用速率方程計(jì)算速率常數(shù)，半衰期等。掌握三種典型的復(fù)雜反應(yīng)（對(duì)峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)）的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)使用合理的近似的方法作一些簡(jiǎn)單的計(jì)算。掌握溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，特別是在平行反應(yīng)中如何進(jìn)行溫度調(diào)控，以提高所需產(chǎn)物的產(chǎn)量。掌握Arrhenius經(jīng)驗(yàn)式的各種表示形式，掌握活化能的含義，它對(duì)反應(yīng)速率的影響，以及活化能的求算方法。掌握鏈反應(yīng)的特點(diǎn)，用穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設(shè)和速控步等近似方法從復(fù)雜反應(yīng)的機(jī)理推導(dǎo)出速率方程。

    了解較常用的反應(yīng)速率理論，碰撞理論和過(guò)渡態(tài)理論采用的模型，推導(dǎo)過(guò)程中引進(jìn)的假定、計(jì)算速率常數(shù)的公式及理論的優(yōu)缺點(diǎn)。用這兩個(gè)理論計(jì)算簡(jiǎn)單反應(yīng)的速率常數(shù)，掌握活化能、閾能和活化焓等能量之間的關(guān)系。了解微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展概況、常用的實(shí)驗(yàn)方法和該研究在理論上的意義。了解溶液反應(yīng)的特點(diǎn)和溶劑對(duì)反應(yīng)的影響（原鹽效應(yīng)），會(huì)判斷離子強(qiáng)度對(duì)不同反應(yīng)速率的影響。了解擴(kuò)散對(duì)反應(yīng)的影響。了解較常用的測(cè)試快速反應(yīng)的方法，學(xué)會(huì)用弛豫法來(lái)計(jì)算簡(jiǎn)單快速對(duì)峙反應(yīng)的兩個(gè)速率常數(shù)。了解光化學(xué)反應(yīng)的基本定律、光化學(xué)平衡與熱化學(xué)平衡的區(qū)別以及這類反應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。了解催化反應(yīng)特別是酶催化反應(yīng)的特點(diǎn)、催化劑改變反應(yīng)速率的本質(zhì)和常用催化劑的類型。了解自催化反應(yīng)的特點(diǎn)和產(chǎn)生化學(xué)振蕩的原因。

    （十一）表面物理化學(xué)

    考試內(nèi)容

    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)

    考試要求

    明確表面吉布斯自由能、表面張力、接觸角的概念，了解表面張力與溫度的關(guān)系。明確彎曲表面的附加壓力產(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關(guān)系。會(huì)使用楊-拉普拉斯公式。了解彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，熟練掌握定量應(yīng)用開(kāi)爾文公式，會(huì)用這個(gè)基本原理解釋常見(jiàn)的表面現(xiàn)象。理解吉布斯吸附等溫式的表示形式，各項(xiàng)的物理意義，并能應(yīng)用及作簡(jiǎn)單計(jì)算。了解表面活性劑的特點(diǎn)、作用及大致分類，它在表面上作定向排列及降低表面自由能的情況。了解液-液、液-固界面的鋪展與潤(rùn)濕情況。理解氣-固表面的吸附本質(zhì)及吸附等溫線的主要類型，能解釋簡(jiǎn)單的表面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。了解化學(xué)吸附與物理吸附的區(qū)別，了解影響固體吸附的主要因素。了解化學(xué)吸附和多相催化反應(yīng)的關(guān)系，了解氣-固相表面催化反應(yīng)速率的特點(diǎn)及反應(yīng)機(jī)理。

    （十二）膠體分散體系和大分子溶液

    考試內(nèi)容

    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(dòng)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

    考試要求

    了解膠體分散體系的基本特性，憎液溶膠的膠粒結(jié)構(gòu)、制備和凈化常用的方法。掌握膠體分散體系在動(dòng)力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)及電學(xué)性質(zhì)等方面的特點(diǎn)以及如何利用這些特點(diǎn)對(duì)膠體進(jìn)行粒度大小、帶電情況等方面的研究并應(yīng)用于實(shí)踐。了解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點(diǎn)，掌握動(dòng)電電位及電解質(zhì)對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響，會(huì)判斷電解質(zhì)聚沉能力的大小。了解乳狀液的種類、乳化劑的作用以及在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用。了解凝膠的分類、形成及主要性質(zhì)。了解大分子溶液與溶膠的異同點(diǎn)及大分子物質(zhì)平均摩爾質(zhì)量的種類和測(cè)定方法。了解什么是唐南平衡，如何較準(zhǔn)確地用滲透壓法測(cè)定聚電解質(zhì)的數(shù)均摩爾質(zhì)量。了解牛頓流體和非牛頓流體的區(qū)別，了解粘彈性流體的特點(diǎn)。了解納米材料的制備和特性。

    二、考試要求（包括考試時(shí)間、總分、考試方式、題型、分?jǐn)?shù)比例等）

    考試時(shí)間：180分鐘

    總分：150分

    考試方式：筆試，閉卷

    題型：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題；填空題；簡(jiǎn)答題；計(jì)算題；綜合題

    分?jǐn)?shù)比例：40：20：30：40：20

    三、主要參考書(shū)目

    1、《物理化學(xué)》（第五版），上、下冊(cè)，傅獻(xiàn)彩、沈文霞、姚天揚(yáng)、侯文華編，高等教育出版社，2014年。書(shū)中以“*”號(hào)作記的，不作要求。

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