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2017年湖南大學(xué)物理化學(xué)（理）考研大綱

《物理化學(xué)（理）》碩士研究生入學(xué)考試大綱

一、基本內(nèi)容：

物理化學(xué)是從化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的角度去尋找化學(xué)變化規(guī)律的一門(mén)學(xué)科，注重運(yùn)用物理的理論和實(shí)驗(yàn)方法來(lái)研究化學(xué)變化的一般理論問(wèn)題，是化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)。物理化學(xué)課程主要包括化學(xué)熱力學(xué)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)，統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)，相平衡，電化學(xué)，表面化學(xué)和膠體化學(xué)。

二、課程考試的基本要求

考生應(yīng)比較牢固地掌握物理化學(xué)的基本概念，注重領(lǐng)會(huì)物理化學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)方法，努力學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)理論解釋及解決實(shí)際問(wèn)題。
在有關(guān)的計(jì)算和表述中，應(yīng)注意采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)單位制（SI制）。
考試基本要求按深入的程度分為“掌握”(或“會(huì)用”)“理解”(或“明了”)和“了解”三個(gè)層次。
第一章氣體分子運(yùn)動(dòng)理論與實(shí)際氣體
（1）掌握理想氣體狀態(tài)方程和理想氣體的模型；
（2）理解實(shí)際氣體范德華方程的修正思路及方程；理解實(shí)際氣體臨界性質(zhì)和對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理；理解臨界參數(shù)的含義；
（3）了解實(shí)際氣體狀態(tài)方程的引出或修正思路:
①引入壓縮因子Z，修正理想氣體狀態(tài)方程；
②引入p、V修正項(xiàng)，修正理想氣體狀態(tài)方程；
③使用經(jīng)驗(yàn)公式，如維里方程，描述壓縮因子Z；
（4）掌握用普適化壓縮因子圖計(jì)算氣體的狀態(tài)參數(shù)。
第二章熱力學(xué)第一定律及應(yīng)用
（1）理解熱力學(xué)的基本概念，如系統(tǒng)、環(huán)境、狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、可逆與不可逆過(guò)程、過(guò)程與途徑等；
（2）理解熱和功是能量的兩種形式；
（3）掌握熱力學(xué)第一定律的基本內(nèi)容；
（4）掌握可逆過(guò)程和最大功這兩個(gè)概念；并掌握各種過(guò)程中體積功，熱和熱力學(xué)能的計(jì)算；
（5）理解焓的意義，掌握恒容熱、恒壓熱和熱容等基本概念，并能在計(jì)算中靈活應(yīng)用；
（6）了解卡諾循環(huán)的意義以及理想氣體在卡諾循環(huán)過(guò)程中功、熱和熱力學(xué)能的計(jì)算；
（7）理解實(shí)際氣體Joule-Thomson效應(yīng)；
（8）理解等容熱效應(yīng)與等壓熱效應(yīng)的差別，掌握反應(yīng)進(jìn)度的概念，理解標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓的基本概念，會(huì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓進(jìn)行熱化學(xué)計(jì)算；
（9）了解Hess定律，掌握反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系的計(jì)算—基爾霍夫定律。
第三章熱力學(xué)第二定律與熱力學(xué)基本函數(shù)
（1）了解自發(fā)過(guò)程的共同特征，掌握熱力學(xué)第二定律的意義；
（2）了解卡諾定理和熱力學(xué)第二定律的關(guān)系，掌握熵的概念，理解克勞修斯不等式的重要性；
（3）理解熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)和熵的統(tǒng)計(jì)意義；
（4）了解熱力學(xué)第三定律和規(guī)定熵的概念；
（5）掌握吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的定義，理解吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能的物理意義；
（6）掌握一些簡(jiǎn)單過(guò)程S，A和G的計(jì)算和如何設(shè)計(jì)可逆過(guò)程；
（7）掌握熱力學(xué)基本方程及麥克斯韋關(guān)系式，掌握特性函數(shù)概念，了解熱力學(xué)基本方程和麥克斯韋關(guān)系式的簡(jiǎn)單應(yīng)用；
（8）理解吉布斯－亥姆霍茲公式。
第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)與化學(xué)勢(shì)
（1）掌握偏摩爾量與化學(xué)勢(shì)的定義，了解它們之間的差別和在多組分系統(tǒng)中引入偏摩爾量和化學(xué)勢(shì)的意義；
（2）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，理解非理想氣體化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式；
（3）了解氣體逸度的定義和逸度的幾種求算方法；
（4）掌握Henry定律和Raoult定律的應(yīng)用；了解它們的適用條件和不同之處；
（5）了解混合物與溶液的區(qū)別，掌握理想液態(tài)混合物和理想稀溶液中各組分的化學(xué)勢(shì)公式，明確標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇；了解理想液態(tài)混合物的通性；
（6）理解溶液的依數(shù)性；掌握利用依數(shù)性計(jì)算未知物的摩爾質(zhì)量；
（7）了解真實(shí)液態(tài)混合物與真實(shí)溶液中各組分化學(xué)勢(shì)的計(jì)算公式，理解活度和活度因子兩個(gè)概念。
第五章相平衡熱力學(xué)
（1）掌握相、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、掌握相律在相圖中的應(yīng)用；
（2）掌握并能熟練應(yīng)用克拉佩龍方程、克勞修斯－克拉佩龍方程；
（3）了解繪制相圖的常用的幾種方法，理解根據(jù)熱分析數(shù)據(jù)繪出的步冷曲線(xiàn)進(jìn)而繪出相圖或由相圖繪出步冷曲線(xiàn)；
（4）掌握單組分、二組分和三組分系統(tǒng)的一些典型相圖，理解相圖中各相區(qū)、線(xiàn)和特殊點(diǎn)所代表的意義，了解其自由度的變化情況；
（5）掌握杠桿規(guī)則及其應(yīng)用。
第六章化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
（1）了解如何由熱力學(xué)熱力學(xué)平衡條件導(dǎo)出化學(xué)反應(yīng)等溫方程，掌握化學(xué)反應(yīng)等溫方程式應(yīng)用；
（2）了解如何由化學(xué)勢(shì)導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)Gibbs能變之間的關(guān)系；掌握標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能的求算和應(yīng)用；熟練掌握平衡常數(shù)和平衡組成的計(jì)算。
（3）理解溫度、壓力和惰性氣體對(duì)平衡組成影響，從而進(jìn)一步理解化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律；
（4）了解同時(shí)平衡、反應(yīng)耦合等幾個(gè)與化學(xué)平衡相關(guān)的問(wèn)題。
第七章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)
（1）了解統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分類(lèi)；理解統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本假設(shè)；
（2）理解玻爾茲曼能量分布及其適用條件。
（3）理解配分函數(shù)的定義及其物理意義。掌握用配分函數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)單分子的熱力學(xué)函數(shù)，掌握理想氣體簡(jiǎn)單分子平動(dòng)熵的計(jì)算。
第八章電化學(xué)基礎(chǔ)
（1）掌握電化學(xué)的基本概念和法拉第定律，了解遷移數(shù)意義和常用的測(cè)定方法；
（2）理解電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率、極限摩爾電導(dǎo)率、離子摩爾電導(dǎo)率的概念及它們和濃度的關(guān)系；
（3）理解離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律，掌握測(cè)定電導(dǎo)的一些應(yīng)用；
（4）理解離子強(qiáng)度、離子活度、離子平均活度和平均活度系數(shù)的概念；掌握其計(jì)算方法；
（5）了解電解質(zhì)溶液的德拜—休克爾互吸理論和昂薩格電導(dǎo)理論的基本觀點(diǎn)，掌握德拜—休克爾極限公式的計(jì)算；
（6）理解可逆電池和不可逆電池的概念，掌握電池圖式的表示方法，了解電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生機(jī)理；了解對(duì)消法測(cè)定電動(dòng)勢(shì)的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)電池的作用；
（7）掌握可逆電極的種類(lèi)，能夠熟練寫(xiě)出有關(guān)的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)，并能根據(jù)所給化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)電池；
（8）掌握電池和電極電勢(shì)的能斯特方程；
（9）掌握電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)ΔrG、ΔrS、ΔrH和平衡常數(shù)的計(jì)算以及電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的主要應(yīng)用；
（10）理解分解電壓的意義和用途；理解極化作用產(chǎn)生的原因和極化的分類(lèi)；理解超電勢(shì)和極化曲線(xiàn)的概念；
（11）理解原電池和電解池的極化曲線(xiàn)中電流密度與極化電勢(shì)的關(guān)系；
（12）掌握用計(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)。
第九章化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
（1）理解反應(yīng)速率的表示法和基元反應(yīng)、非基元反應(yīng)、反應(yīng)級(jí)數(shù)、反應(yīng)分子數(shù)和速率常數(shù)這些基本的概念；
（2）掌握基元反應(yīng)的質(zhì)量作用定律和非基元反應(yīng)速率的表示方法；
（3）掌握零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程及動(dòng)力學(xué)特征，掌握確定反應(yīng)級(jí)數(shù)的方法；掌握利用速率方程計(jì)算速率常數(shù)和半率期等計(jì)算；
（4）掌握Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式的各種表達(dá)形式，理解活化能的意義，理解溫度、活化能對(duì)反應(yīng)速率的影響；
（5）了解碰撞理論與過(guò)渡態(tài)理論的基本論點(diǎn)，了解公式推導(dǎo)思路，并了解Arrhenius經(jīng)驗(yàn)活化能、碰撞理論活化能(閾能)以及過(guò)渡態(tài)理論活化能的概念以及三者的關(guān)系；
（6）掌握對(duì)峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連串反應(yīng)的特點(diǎn)；
（7）掌握用控制步驟法，穩(wěn)態(tài)近似法和平衡近似法等近似方法從復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)出速率方程；
（8）掌握鏈反應(yīng)的特征與爆炸反應(yīng)的機(jī)理，了解探索反應(yīng)機(jī)理的一般方法。
第十章表面化學(xué)
（1）理解表面自由能、表面張力、表面功的概念，了解表面張力與溫度的關(guān)系；
（2）了解潤(rùn)濕的種類(lèi)，掌握楊氏方程的應(yīng)用；
（3）掌握Young-Laplace和Kelvin公式并能運(yùn)用該公式解釋一些實(shí)際現(xiàn)象；
（4）理解化學(xué)吸附和物理吸附的區(qū)別，理解吸附量的定義，了解各種吸附曲線(xiàn)形式；了解影響固體吸附的主要因素；
（5）理解氣－固表面吸附的本質(zhì)，掌握氣－固表面的Langmuir吸附等溫式的理論要點(diǎn)，了解Freundlich吸附等溫式和BET公式，了解BET公式的應(yīng)用；
（6）理解溶液表面的吸附現(xiàn)象，并掌握吉布斯吸附等溫式的表示形式及各項(xiàng)的物理意義，會(huì)用吉布斯等溫式作簡(jiǎn)單計(jì)算；
（7）理解表面活性物質(zhì)的概念，了解表面活性分子在吸附層中的定向排列行為；了解表面活性劑的大致分類(lèi)以及其重要作用；
第十一章膠體分散系統(tǒng)與大分子溶液
（1）掌握分散系統(tǒng)的分類(lèi)；理解膠體、溶液、憎液溶膠和親液溶膠等基本概念；了解溶膠的凈化
（2）理解溶膠的動(dòng)力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)與電性質(zhì)；
（3）了解膠體粒子帶電原因、掌握溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)、雙電層結(jié)構(gòu)和電動(dòng)勢(shì)的概念；
（4）了解膠體穩(wěn)定性；掌握電解質(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；
（5）了解高分子溶液的性質(zhì)，理解唐南平衡，掌握滲透壓法測(cè)定高分子摩爾質(zhì)量的方法。

參考教材：

1、傅獻(xiàn)彩等編，《物理化學(xué)》（第五版），高等教育出版社，2005.7
2、物理化學(xué)學(xué)科編，《精編物理化學(xué)講義》，湖南大學(xué)印刷，2014
3、天津大學(xué)編，《物理化學(xué)》（第五版），高等教育出版社，2009.5
4、彭笑剛著.《物理化學(xué)講義》，北京：高等教育出版社，2012.10
5、韓德剛等編，《物理化學(xué)》，高等教育出版社，2001.7
6、P.Atkins, J.Paula. Physical Chemistry, 7th ed. New York, Oxford University Press Inc., 2002