考試科目：物理化學(xué)B

代碼：979

一、概述

物理化學(xué)課程主要包括熱力學(xué)原理和應(yīng)用、化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)、電化學(xué)、相平衡基礎(chǔ)、表面膠化和統(tǒng)計力學(xué)基礎(chǔ)部分。其中前三部分為主要內(nèi)容。

考生應(yīng)比較牢固地掌握物理化學(xué)基本概念及計算方法，同時還應(yīng)掌握物理化學(xué)一般方法，并結(jié)合具體條件應(yīng)用理論解決實(shí)際問題的能力。

二、課程考試的基本要求

下面按化學(xué)熱力學(xué)、統(tǒng)計熱力學(xué)初步、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、界面現(xiàn)象和膠體化學(xué)六個部分列出基本要求?；疽蟀瓷钊氤潭确?ldquo;了解”、“理解”(或“明了”)和“掌握”(或“會用”)三個層次。

(1)化學(xué)熱力學(xué)(綜合題和簡述題 60分)

1.熱力學(xué)基礎(chǔ)

理解下列熱力學(xué)基本概念：平衡狀態(tài)，狀態(tài)函數(shù)，可逆過程，熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。

理解熱力學(xué)第一、第二、第三定律的敘述及數(shù)學(xué)表達(dá)式

明了熱力學(xué)能、焓、熵、Helmholtz函數(shù)和Gibbs數(shù)數(shù)等熱力學(xué)函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓、標(biāo)準(zhǔn)生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵、標(biāo)準(zhǔn)生成Gibbs函數(shù)等概念。

掌握在物質(zhì)的P、V、T變化、相變化和化學(xué)變化過程中計算熱、功和各種狀態(tài)函數(shù)變化值的原理和方法。在將熱力學(xué)一般關(guān)系式應(yīng)用于特定系統(tǒng)的時候，會應(yīng)用狀態(tài)方程(主要是理想氣體狀態(tài)方程，其次是Van der Waals方程)和物性數(shù)據(jù)(熱容、相變熱、蒸汽壓等)。

掌握熵增原理和各種平衡判據(jù)。明了熱力學(xué)公式的適用條件。

理解熱力學(xué)基本方程和Maxwell關(guān)系式。

了解用熱力學(xué)基本方程和Maxwell關(guān)系式推導(dǎo)重要熱力學(xué)公式的演繹方法。

2.相平衡

理解偏摩爾量和化學(xué)勢的概念。

會從相平衡條件推導(dǎo) Clapeyron和Clapeyron Clausius方程，并能應(yīng)用這些方程于有關(guān)的計算。

掌握Raoult定律和Henry定律以及它們的應(yīng)用。理解理想系統(tǒng)(理想溶液及理想稀溶液)中各組分化學(xué)勢的表達(dá)式。

理解逸度和活度的概念。了解逸度和活度的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。

理解相律的意義。

掌握單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點(diǎn)和應(yīng)用。

能用杠桿規(guī)則進(jìn)行計算。能用相律分析相圖。

3.化學(xué)平衡

明了標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義。了解等溫方程的推導(dǎo)。掌握用等溫方程判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度的方法。

會用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。了解等壓方程的推導(dǎo)。理解溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響。會用等壓方程計算不同溫度下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。

了解壓力和惰性氣體對化學(xué)反應(yīng)平衡組成的影響。了解同時平衡原理。

(2)統(tǒng)計熱力學(xué)初步 (簡述題 10分)

了解獨(dú)立子系統(tǒng)的微觀狀態(tài)，能量分布和宏觀狀態(tài)間的關(guān)系。

明了統(tǒng)計熱力學(xué)的基本假設(shè)。

理解Boltzmann能量分布及其適用條件。

理解配分函數(shù)的定義、物理意義和析因子性質(zhì)。掌握雙原子分子移動、轉(zhuǎn)動和振動配分函數(shù)的計算。

理解獨(dú)立子系統(tǒng)的能量、熵與配分函數(shù)的關(guān)系。

(3)化學(xué)動力學(xué) (綜合題和簡述題 30分)

明了化學(xué)反應(yīng)速率、反應(yīng)速率常數(shù)及反應(yīng)級數(shù)的概念。掌握通過實(shí)驗建立速率方程的方法。

掌握一級和二級反應(yīng)的速率方程及其應(yīng)用。

理解對行反應(yīng)、連串反應(yīng)和平行反應(yīng)的動力學(xué)特征。

理解基元反應(yīng)及反應(yīng)分子數(shù)的概念。掌握由反應(yīng)機(jī)理建立速率方程的近似方法(穩(wěn)定態(tài)近似法、平衡態(tài)近似法)。了解鏈反應(yīng)機(jī)理的特點(diǎn)及支鏈反應(yīng)與爆炸的關(guān)系。

了解多相反應(yīng)的步驟，了解催化作用、光化學(xué)反應(yīng)、溶液中反應(yīng)的特征。

掌握 Arrhennius方程及其應(yīng)用。明了活化能及指前因子的定義和物理意義。

了解簡單碰撞理論的基本思想和結(jié)果。理解經(jīng)典過渡狀態(tài)理論的基本思想、基本公式及有關(guān)概念。

(4)電化學(xué) (綜合題和簡述題 30分)

了解電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理。理解離子遷移數(shù)。

理解表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量(電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率)。

理解電解質(zhì)活度和離子平均活度系數(shù)的概念。

了解離子氛的概念，掌握Debye Hueckel極限公式。

理解原電池電動勢與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系。掌握 Nernst方程及其計算。

掌握各種類型電極的特征和電動勢測定的主要應(yīng)用。

理解產(chǎn)生電極極化的原因和超電勢的概念。

(5)界面現(xiàn)象 (簡述題 10分)

理解表面張力和表面Gibbs函數(shù)的概念。

理解彎曲界面的附加壓力概念和Laplace公式。

理解Kelvin公式及其應(yīng)用。

了解鋪展和鋪展系數(shù)。了解潤濕、接觸角和Young方程。

了解溶液界面的吸附及表面活性物質(zhì)的作用。理解Gibbs吸附等溫式。

了解物理吸附與化學(xué)吸附的含義和區(qū)別。掌握Langmuir單分子層吸附模型和吸附等溫式。

(6)膠體化學(xué)(簡述題 10分)

了解膠體的制備方法。

了解膠體的若干重要性質(zhì)(Tyndall效應(yīng)、Brown運(yùn)動、沉降平衡、電泳和電滲)。

明了膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散雙電層概念。

了解憎液溶膠的DLVO理論。理解電解質(zhì)對溶膠和高分子溶液穩(wěn)定性的作用。

了解乳狀液的類型及穩(wěn)定和破壞的方法。

參考書

《物理化學(xué)(第5版)》, 天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編, 高等教育出版社，出版時間：2009。ISBN:978-7-04-026279-7

題型及分布

簡答題 約40%

綜合計算題 約60%