一、課程名稱、對(duì)象

名稱：物理化學(xué)（包括物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)）

對(duì)象：化學(xué)、化工、材料等專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試用

二、考試大綱內(nèi)容

第一章 物質(zhì)的p、V、T性質(zhì)

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(shí)氣體

真實(shí)氣體的液化、與理想氣體的偏差及狀態(tài)方程。

3、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理及壓縮因子圖

臨界現(xiàn)象、臨界參數(shù)、對(duì)比參數(shù)、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理；壓縮因子圖及使用。

第二章 熱力學(xué)第一定律

1、基本概念

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

2、熱力學(xué)第一定律

功、熱、熱力學(xué)能，熱力學(xué)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(guān)系。

4、熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用

焦耳實(shí)驗(yàn)，理想氣體的熱力學(xué)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(xué)第一定律對(duì)實(shí)際氣體的應(yīng)用

焦耳--湯姆生效應(yīng)、節(jié)流系數(shù)；實(shí)際氣體的熱力學(xué)能與焓。

6、相變焓。

7、熱化學(xué)

等壓、等容熱效應(yīng)，Hess定律。

8、摩爾反應(yīng)焓

反應(yīng)進(jìn)度、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓及標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓；標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓與溫度的關(guān)系。

第三章 熱力學(xué)第二定律

1、熱力學(xué)第二定律

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

2、熵變計(jì)算

簡(jiǎn)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(xué)第三定律

熱力學(xué)第三定律，規(guī)定熵、標(biāo)準(zhǔn)熵，化學(xué)反應(yīng)熵變的計(jì)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(jì)算。

5、熱力學(xué)基本方程和麥克斯韋關(guān)系式

熱力學(xué)基本方程、麥克斯韋關(guān)系式；熱力學(xué)證明的一般方法。

6、熱力學(xué)第二定律應(yīng)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(xué)

1、拉烏爾定律與享利定律。

2、偏摩爾量與化學(xué)勢(shì)。

偏摩爾量、吉布斯--杜亥姆方程，化學(xué)勢(shì)，理想氣體的化學(xué)勢(shì)、實(shí)際氣體的化學(xué)勢(shì)。

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(xué)勢(shì)，理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)。

4、理想稀溶液

溶劑、溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)，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(xué)平衡

1、化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

化學(xué)反應(yīng)平衡的條件、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的導(dǎo)出及化學(xué)反應(yīng)等溫方程式。

2、理想氣體反應(yīng)的平衡常數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的性質(zhì)、K、Kp、Kc、Ky、Kn的關(guān)系；平衡常數(shù)及平衡組成的計(jì)算。

3、有純態(tài)凝聚相參加的理想氣體反應(yīng)

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表示式，分解壓力與分解溫度。

4、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)及其計(jì)算。

5、溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系。

6、其它因素(濃度、壓力、惰性組分)對(duì)化學(xué)平衡的影響。

7、同時(shí)平衡，反應(yīng)耦合。

8、真實(shí)氣體的化學(xué)平衡。

第六章 相平衡

1相律

相、相平衡、組分?jǐn)?shù)、自由度數(shù)的概念，相律的推導(dǎo)。

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(shí)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(jì)熱力學(xué)初步

1、基本概念

統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)分類、粒子的運(yùn)動(dòng)形式及能級(jí)公式。能級(jí)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(jì)算。

3、最可幾分布與平衡分布

等概率假設(shè)、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(guān)系。

4、粒子的配分函數(shù)

配分函數(shù)的定義及析因子性質(zhì)，能量零點(diǎn)對(duì)配函數(shù)的影響。粒子的平動(dòng)、雙原子分子轉(zhuǎn)動(dòng)及振動(dòng)配分函數(shù)的計(jì)算。

5、粒子配分函數(shù)與系統(tǒng)熱力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系

理想氣體的熱力學(xué)性質(zhì)及統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)模型；理想氣體的狀態(tài)方程式、熱力學(xué)能、焓、熱容等熱力學(xué)性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系式。理想氣體的統(tǒng)計(jì)熵及化學(xué)平衡常數(shù)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式。

第八章 電化學(xué)

1、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電機(jī)理及導(dǎo)電能力

電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理、法拉弟定律，離子的遷移現(xiàn)象，遷移數(shù)及實(shí)驗(yàn)測(cè)定，電遷移率、電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率及影響電導(dǎo)的因素；離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律，電導(dǎo)測(cè)定及應(yīng)用。

2、電解質(zhì)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(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生及電動(dòng)勢(shì)的能斯特方程。

4、可逆電池。

5、原電池?zé)崃W(xué)。

6、電極電勢(shì)

標(biāo)準(zhǔn)氫電極、參比電極；電極電勢(shì)及其計(jì)算；電極電勢(shì)與電池電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系.

7、濃差電池：電極濃差電池與電解質(zhì)濃差電池；液體接界電勢(shì)的產(chǎn)生及計(jì)算。

8、電極的種類及電池設(shè)計(jì)：原電池設(shè)計(jì)的一般方法。

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

第九章 化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

1、化學(xué)反應(yīng)的速率

反應(yīng)速率的表示方法及實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

2、化學(xué)反應(yīng)的速率方程（微分式）

基元反應(yīng)的概念及速率方程、反應(yīng)分子數(shù)，反應(yīng)級(jí)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(jí)、一級(jí)、二級(jí)及n級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)。

4、速率方程的確定

微分方法、積分法、半衰期法等。

5、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

阿累尼烏斯方程及活化能。

6、簡(jiǎn)單復(fù)雜反應(yīng)

對(duì)行反應(yīng)、平行反應(yīng)、連串反應(yīng)速率方程的建立、反應(yīng)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(yīng)：鏈反應(yīng)機(jī)理及動(dòng)力學(xué)方程；鏈反應(yīng)與爆炸。

8、反應(yīng)速度理論

碰撞理論及過渡狀態(tài)理論。

9、溶液中的反應(yīng)。

10、光化學(xué)。

光化反應(yīng)的基本定律、量子效率；光化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理與速率方程。

11、催化反應(yīng)

催化作用的通性、催化劑的活性和選擇性；催化反應(yīng)的一般機(jī)理。均相催化反應(yīng)；氣-固相催化反應(yīng)―固體表面上的吸附，氣-固相催化反應(yīng)的步驟及催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

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(xì)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(xué)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(cè)定。

6、液體表面吸附作用：吉布斯吸附公式、表面活性物質(zhì)。

第十一章 膠體化學(xué)

1、膠體及分散物系概述

分散物系的基本性質(zhì)與分類。

2、膠體的光學(xué)性質(zhì)

丁達(dá)爾效應(yīng)、瑞利公式。

3、膠體的動(dòng)力性質(zhì)

布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散、沉降與沉降平衡。

4、膠體的電學(xué)性質(zhì)

電泳、電滲現(xiàn)象；膠團(tuán)結(jié)構(gòu)、沉降電勢(shì)、流動(dòng)電勢(shì)。

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(shí)驗(yàn)部分

1、內(nèi)容：

實(shí)驗(yàn)一：恒溫槽原理及無水乙醇黏度的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)二：萘的燃燒熱的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)三：液體飽和蒸汽壓的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)四：氨基甲酸胺分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)五：二組分系統(tǒng)氣液平衡相圖

實(shí)驗(yàn)六：乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)七：蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)八：原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定

2、要求：

掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置原理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法、實(shí)驗(yàn)測(cè)定及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析。

四、參考資料

[1]《物理化學(xué)》上、下冊(cè).天津大學(xué)物理化學(xué)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(xué)簡(jiǎn)明教程》北京化工大學(xué)編 張麗丹等，北京：高等教育出版社.2011年第一版

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

[4]《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》北京化工大學(xué)編 柯以侃等，北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2010年第二版

[5]《物理化學(xué)》上、下冊(cè)，《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程講授視頻網(wǎng)址：http://www.icourses.cn/mooc/

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執(zhí)筆人：張麗丹 賈建光

2016年9月16日

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