一、課程名稱、對象

名稱：物理化學（包括物理化學實驗）

對象：化學、化工、材料等專業(yè)碩士研究生入學考試用

二、考試大綱內容

第一章 物質的p、V、T性質

1、理想氣體

理想氣體的宏觀定義及微觀模型，分壓定律、分體積定律。

2、真實氣體

真實氣體的液化、與理想氣體的偏差及狀態(tài)方程。

3、對應狀態(tài)原理及壓縮因子圖

臨界現(xiàn)象、臨界參數(shù)、對比參數(shù)、對應狀態(tài)原理；壓縮因子圖及使用。

第二章 熱力學第一定律

1、基本概念

系統(tǒng)、環(huán)境、過程、途徑、性質、狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、平衡態(tài)。

2、熱力學第一定律

功、熱、熱力學能，熱力學第一定律。

3、熱容

平均熱容、定壓摩爾熱容（Cp,m）、定容摩爾熱容（Cv,m）；Cp,m與Cv,m的關系。

4、熱力學第一定律對理想氣體的應用

焦耳實驗，理想氣體的熱力學能、焓、熱容差；理想氣體的等溫、等壓、等容與絕熱過程。

5、熱力學第一定律對實際氣體的應用

焦耳--湯姆生效應、節(jié)流系數(shù)；實際氣體的熱力學能與焓。

6、相變焓。

7、熱化學

等壓、等容熱效應，Hess定律。

8、摩爾反應焓

反應進度、標準態(tài)、標準摩爾反應焓、標準摩爾生成焓及標準摩爾燃燒焓；標準摩爾反應焓與溫度的關系。

第三章 熱力學第二定律

1、熱力學第二定律

自發(fā)過程的共同特征、熱力學第二定律的文字表述；卡諾循環(huán)及卡諾定理，熱力學第二定律的數(shù)學表達式；熵增原理及熵判據(jù)。

2、熵變計算

簡單p.V.T變化過程、可逆相變與不可逆相變過程的熵變。

3、熱力學第三定律

熱力學第三定律，規(guī)定熵、標準熵，化學反應熵變的計算。

4、亥姆霍茲函數(shù)與吉布斯函數(shù)

定義、等溫等容過程與等溫等壓過程變化方向的判據(jù)，亥姆霍茲函數(shù)與吉布斯函數(shù)變化的計算。

5、熱力學基本方程和麥克斯韋關系式

熱力學基本方程、麥克斯韋關系式；熱力學證明的一般方法。

6、熱力學第二定律應用舉例

克拉佩龍方程和克勞修斯-克拉佩龍方程。

第四章 多組分系統(tǒng)熱力學

1、拉烏爾定律與享利定律。

2、偏摩爾量與化學勢。

偏摩爾量、吉布斯--杜亥姆方程，化學勢，理想氣體的化學勢、實際氣體的化學勢。

3、理想液態(tài)混合物

理想液態(tài)混合物中任意組分的化學勢，理想液態(tài)混合物的混合性質。

4、理想稀溶液

溶劑、溶質的化學勢，分配定律，稀溶液的依數(shù)性。

5、逸度及逸度系數(shù)。

6、活度及活度系數(shù)。

第五章 化學平衡

1、化學反應的方向和限度

化學反應平衡的條件、標準平衡常數(shù)的導出及化學反應等溫方程式。

2、理想氣體反應的平衡常數(shù)

標準平衡常數(shù)的性質、K、Kp、Kc、Ky、Kn的關系；平衡常數(shù)及平衡組成的計算。

3、有純態(tài)凝聚相參加的理想氣體反應

標準平衡常數(shù)的表示式，分解壓力與分解溫度。

4、標準摩爾反應吉布斯函數(shù)、標準摩爾生成吉布斯函數(shù)及其計算。

5、溫度對標準平衡常數(shù)的影響。

吉布斯一亥姆霍茲方程、范特霍夫方程，平衡常數(shù)與溫度的關系。

6、其它因素(濃度、壓力、惰性組分)對化學平衡的影響。

7、同時平衡，反應耦合。

8、真實氣體的化學平衡。

第六章 相平衡

1相律

相、相平衡、組分數(shù)、自由度數(shù)的概念，相律的推導。

2、單組分系統(tǒng)相平衡

水的相圖繪制及分析。

3、兩組分液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的氣-液平衡

理想液態(tài)混合物的p-X、T-X圖，杠桿規(guī)則。真實液態(tài)混合物的p-X、T-X圖，恒沸混合物及精餾原理。

4、兩組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)氣-液平衡

部分互溶系統(tǒng)的溫度-溶解度圖、部分互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖(T-X圖)。

5、兩組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡

氣-液平衡T-X、p-T圖，水蒸汽蒸餾。

6、兩組分系統(tǒng)的液一固平衡

兩組分固態(tài)不溶凝聚系統(tǒng)相圖（生成低共熔混合物及水鹽系統(tǒng)相圖)；生成化合物(穩(wěn)定、不穩(wěn)定)的凝聚系統(tǒng)相圖。

7兩組分固態(tài)互溶(完全互溶、部分互溶)系統(tǒng)

相圖的繪制（熱分析法及溶解度法）；步冷曲線及相圖分析。

第七章 統(tǒng)計熱力學初步

1、基本概念

統(tǒng)計系統(tǒng)分類、粒子的運動形式及能級公式。能級分布與狀態(tài)分布。

2、微態(tài)數(shù)

分布的微態(tài)數(shù)、系統(tǒng)的總微態(tài)數(shù)及計算。

3、最可幾分布與平衡分布

等概率假設、最概然分布；波爾茲曼分布(拉格朗日待定乘數(shù)法)；最概然分布與平衡分布的關系。

4、粒子的配分函數(shù)

配分函數(shù)的定義及析因子性質，能量零點對配函數(shù)的影響。粒子的平動、雙原子分子轉動及振動配分函數(shù)的計算。

5、粒子配分函數(shù)與系統(tǒng)熱力學性質的關系

理想氣體的熱力學性質及統(tǒng)計熱力學模型；理想氣體的狀態(tài)方程式、熱力學能、焓、熱容等熱力學性質的統(tǒng)計關系式。理想氣體的統(tǒng)計熵及化學平衡常數(shù)的統(tǒng)計表達式。

第八章 電化學

1、電解質溶液導電機理及導電能力

電解質溶液的導電機理、法拉弟定律，離子的遷移現(xiàn)象，遷移數(shù)及實驗測定，電遷移率、電導、電導率、摩爾電導率及影響電導的因素；離子獨立運動定律，電導測定及應用。

2、電解質的平均活度和平均活度系數(shù)，德拜-休格爾極限公式。

3、原電池的電動勢的產生及電動勢的能斯特方程。

4、可逆電池。

5、原電池熱力學。

6、電極電勢

標準氫電極、參比電極；電極電勢及其計算；電極電勢與電池電動勢的關系.

7、濃差電池：電極濃差電池與電解質濃差電池；液體接界電勢的產生及計算。

8、電極的種類及電池設計：原電池設計的一般方法。

9、極化作用：分解電壓、電極極化與超電勢、極化曲線、析出電勢；電解時的電極反應。

第九章 化學動力學基礎

1、化學反應的速率

反應速率的表示方法及實驗測定。

2、化學反應的速率方程（微分式）

基元反應的概念及速率方程、反應分子數(shù)，反應級數(shù)、速率常數(shù)及速率方程的一般形式。

3、速率方程的積分式

零級、一級、二級及n級反應的特點。

4、速率方程的確定

微分方法、積分法、半衰期法等。

5、溫度對反應速率的影響

阿累尼烏斯方程及活化能。

6、簡單復雜反應

對行反應、平行反應、連串反應速率方程的建立、反應速率的近似處理（選取速控步法、平衡態(tài)法及穩(wěn)態(tài)法）。

7、鏈反應：鏈反應機理及動力學方程；鏈反應與爆炸。

8、反應速度理論

碰撞理論及過渡狀態(tài)理論。

9、溶液中的反應。

10、光化學。

光化反應的基本定律、量子效率；光化學反應的機理與速率方程。

11、催化反應

催化作用的通性、催化劑的活性和選擇性；催化反應的一般機理。均相催化反應；氣-固相催化反應―固體表面上的吸附，氣-固相催化反應的步驟及催化反應動力學。

第十章 表面現(xiàn)象

1、表面吉布斯函數(shù)與表面張力。

2、潤濕現(xiàn)象、接觸角、潤濕與輔展、楊氏方程。

3、彎曲液面的附加壓力、飽和蒸汽壓、拉普拉斯方程、開爾文方程及毛細現(xiàn)象。

4、亞穩(wěn)狀態(tài)和新相的生成、過飽和蒸氣、過熱液體、過冷液體、過飽和溶液。

5、固體表面上的吸附作用：物理吸附與化學吸附、蘭格謬爾單分子層吸附理論及蘭格謬爾吸附等溫式、BET吸附公式及固體比表面積的測定。

6、液體表面吸附作用：吉布斯吸附公式、表面活性物質。

第十一章 膠體化學

1、膠體及分散物系概述

分散物系的基本性質與分類。

2、膠體的光學性質

丁達爾效應、瑞利公式。

3、膠體的動力性質

布朗運動、擴散、沉降與沉降平衡。

4、膠體的電學性質

電泳、電滲現(xiàn)象；膠團結構、沉降電勢、流動電勢。

5、溶膠的穩(wěn)定和聚沉

膠粒的穩(wěn)定性，溶膠的聚沉及聚沉值。

三、實驗部分

1、內容：

實驗一：恒溫槽原理及無水乙醇黏度的測定

實驗二：萘的燃燒熱的測定

實驗三：液體飽和蒸汽壓的測定

實驗四：氨基甲酸胺分解反應平衡常數(shù)的測定

實驗五：二組分系統(tǒng)氣液平衡相圖

實驗六：乙酸乙酯皂化反應速率常數(shù)的測定

實驗七：蔗糖轉化反應速率常數(shù)的測定

實驗八：原電池電動勢的測定

2、要求：

掌握實驗原理、實驗裝置原理、實驗數(shù)據(jù)處理方法、實驗測定及實驗結果的誤差分析。

四、參考資料

[1]《物理化學》上、下冊.天津大學物理化學教研室編 李松林等，北京：高等教育出版社.2009年第五版

[2]《物理化學簡明教程》北京化工大學編 張麗丹等，北京：高等教育出版社.2011年第一版

[3]《物理化學例題與習題》北京化工大學編，北京：化學工業(yè)出版社.2001年第一版，2006年第二版

[4]《大學化學實驗》北京化工大學編 柯以侃等，北京：化學工業(yè)出版社.2010年第二版

[5]《物理化學》上、下冊，《大學化學實驗》課程講授視頻網址：http://www.icourses.cn/mooc/

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2、輸入課程名稱：《物理化學》，學校：北京化工大學

3、輸入課程名稱：《大學化學實驗》，學校：北京化工大學

執(zhí)筆人：張麗丹 賈建光

2016年9月16日

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