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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方程。

3、對應狀態原理及壓縮因子圖

臨界現象、臨界參數、對比參數、對應狀態原理；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、環境、過程、途徑、性質、狀態、狀態函數、平衡態。

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、節流系數；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、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

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

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，規定熵、標準熵，化學反應熵變的計算。

4、亥姆霍茲函數與吉布斯函數

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

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、理想液態混合物

理想液態混合物中任意組分的化學勢，理想液態混合物的混合性質。

4、理想稀溶液

溶劑、溶質的化學勢，分配定律，稀溶液的依數性。

5、逸度及逸度系數。

6、活度及活度系數。

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

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

3、有純態凝聚相參加的理想氣體反應

標準平衡常數的表示式，分解壓力與分解溫度。

4、標準摩爾反應吉布斯函數、標準摩爾生成吉布斯函數及其計算。

5、溫度對標準平衡常數的影響。

吉布斯一亥姆霍茲方程、范特霍夫方程，平衡常數與溫度的關系。

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、自由度數的概念，相律的推導。

2、單組分系統相平衡

水的相圖繪制及分析。

3、兩組分液態完全互溶系統的氣-液平衡

理想液態混合物的p-X、T-X圖，杠桿規則。真實液態混合物的p-X、T-X圖，恒沸混合物及精餾原理。

4、兩組分液態部分互溶系統氣-液平衡

部分互溶系統的溫度-溶解度圖、部分互溶系統的氣-液平衡相圖(T-X圖)。

5、兩組分液態完全不互溶系統的氣-液平衡

氣-液平衡T-X、p-T圖，水蒸汽蒸餾。

6、兩組分系統的液一固平衡

兩組分固態不溶凝聚系統相圖（生成低共熔混合物及水鹽系統相圖)；生成化合物(穩定、不穩定)的凝聚系統相圖。

7兩組分固態互溶(完全互溶、部分互溶)系統

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 統計熱力學初步

1、基本概念

統計系統分類、粒子的運動形式及能級公式。能級分布與狀態分布。

2、微態數

分布的微態數、系統的總微態數及計算。

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(拉格朗日待定乘數法)；最概然分布與平衡分布的關系。

4、粒子的配分函數

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

5、粒子配分函數與系統熱力學性質的關系

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

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，離子的遷移現象，遷移數及實驗測定，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，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，反應級數、速率常數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、平衡態法及穩態法）。

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 表面現象

1、表面吉布斯函數與表面張力。

2、潤濕現象、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象。

4、亞穩狀態和新相的生成、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、電滲現象；膠團結構、沉降電勢、流動電勢。

5、溶膠的穩定和聚沉

膠粒的穩定性，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的測定

實驗五：二組分系統氣液平衡相圖

實驗六：乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定

實驗七：蔗糖轉化反應速率常數的測定

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、實驗數據處理方法、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/

網絡視頻學習登錄方法：

1、免費注冊

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

執筆人：張麗丹 賈建光

2016年9月16日

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