2016年中科院北京生態(tài)環(huán)境中心考試大綱-619物理化學(xué)（甲）

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試

《物理化學(xué)（甲）》大綱

　　本《物理化學(xué)》（甲）考試大綱適用于報(bào)考中國(guó)科學(xué)院大學(xué)化學(xué)類專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試�！段锢砘瘜W(xué)》是大學(xué)本科化學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課。它是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門科學(xué)。物理化學(xué)課程的主要內(nèi)容包括化學(xué)熱力學(xué)（統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)）、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、界面化學(xué)與膠體化學(xué)等。要求考生熟練掌握物理化學(xué)的基本概念、基本原理及計(jì)算方法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力。

　　一、考試內(nèi)容

　　（一）氣體

　　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

　�。ǘ�）熱力學(xué)第一定律

　　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)

　　（三）熱力學(xué)第二定律

　　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

　�。ㄋ模┒嘟M分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用

　　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

　　（五）相平衡

　　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

　　5、三組分體系的相圖及其應(yīng)用

　�。�六）化學(xué)平衡

　　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

　　（七）統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)

　　1、概論

　　2、玻茲曼統(tǒng)計(jì)

　　3、配分函數(shù)

　　4、各配分函數(shù)的求法及其對(duì)熱力學(xué)函數(shù)的貢獻(xiàn)

　　5、分子的全配分函數(shù)

　　6、用配分函數(shù)計(jì)算和反應(yīng)的平衡常數(shù)

　　（八）電解質(zhì)溶液

　　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

　　（九）可逆電池的電動(dòng)勢(shì)及其應(yīng)用

　　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

　　（十）電解與極化作用

　　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

　�。ㄊ�一）化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

　　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)

　�。ㄊ�二）表面物理化學(xué)

　　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)

　�。ㄊ�三）膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液

　　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x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

　　二、考試要求

　　（一）氣體

　　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。

　�。ǘ�）熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用

　　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

　　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。

　�。ㄋ模┒嘟M分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用

　　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

　　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

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