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2023年碩士研究生入學(xué)考試自命題考試大綱

 

考試科目代碼：616

 

考試科目名稱(chēng)：物理化學(xué)

 

一、考核目標(biāo)

 

《物理化學(xué)(含實(shí)驗(yàn))》考試大綱適用于報(bào)考湖南理工學(xué)院化學(xué)、化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)碩士研究生入學(xué)考試。本《物理化學(xué)(含實(shí)驗(yàn))》課程的主要內(nèi)容包括化學(xué)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)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)。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，具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。掌握基本實(shí)驗(yàn)原理和技能、數(shù)據(jù)處理和誤差分析。

 

二、試卷結(jié)構(gòu)

 

（一）考試時(shí)間：180分鐘，滿分：150分

 

（二）題型結(jié)構(gòu)

 

1、填空題：10小題，30分；

 

2、選擇題：10小題，30分；

 

3、計(jì)算題：6小題，90分。

 

三、答題方式

 

答題方式為閉卷、筆試

 

四、考試內(nèi)容

 

（一）熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用

 

明確熱力學(xué)的一些基本概念和功和熱正負(fù)號(hào)的取號(hào)慣例。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。了解摩爾定壓、定容熱容的概念。熟練應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算理想氣體和實(shí)際氣體在等溫、等壓、絕熱等過(guò)程中的Q、W、ΔU和ΔH.熟練應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)熱。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。

 

（二）熱力學(xué)第二定律

 

明確熱力學(xué)第二定律的意義。理解克勞修斯不等式的重要性。熟記熱力學(xué)函數(shù)U、H、S、A、G的定義。明確ΔG在特殊條件下的物理意義，熟練計(jì)算過(guò)程的ΔS、ΔA和ΔG并用于判斷變化的方向和限度。熟練應(yīng)用克拉貝龍方程式和克勞修斯-克拉貝龍方程式。了解熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容，明確規(guī)定熵及標(biāo)準(zhǔn)熵值的意義。

 

（三）溶液-多組分體系熱力學(xué)在溶液中的應(yīng)用

 

熟悉溶液濃度的各種表示法及其相互關(guān)系，明確偏摩爾量和化學(xué)勢(shì)的意義。理解理想液態(tài)混合物、稀溶液與實(shí)際溶液三者的區(qū)別和聯(lián)系。掌握拉烏爾定律和亨利定律以及它們的應(yīng)用。理解理想體系(理想氣體、理想液態(tài)混合物、理想稀溶液)中各組分化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式及其應(yīng)用。了解逸度和活度的概念及逸度系數(shù)、活度系數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算。了解稀溶液依數(shù)性的概念及公式的推導(dǎo)，以及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。

 

（四）相平衡

 

理解相律并掌握其簡(jiǎn)單應(yīng)用。掌握杠桿規(guī)則在相圖中的應(yīng)用。掌握單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點(diǎn)。在雙液系中以完全互溶的雙液系為重點(diǎn)了解其p-x圖和T-x圖，了解蒸餾和精餾的基本原理。在二組分液-固體系中，以簡(jiǎn)單低共溶物的相圖為重點(diǎn)，了解熱分析法和溶解度法繪制相圖及其應(yīng)用。

 

（五）化學(xué)平衡

 

能夠從化學(xué)勢(shì)的角度理解化學(xué)平衡的意義，理解并掌握化學(xué)反應(yīng)等溫式的意義并用以判斷反應(yīng)發(fā)生的方向。熟悉各種平衡常數(shù)的表達(dá)及相互間的關(guān)系。能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)的表值計(jì)算各平衡常數(shù)。了解平衡常數(shù)與溫度、壓力的關(guān)系和惰性氣體對(duì)平衡組成的影響，并掌握其計(jì)算方法。掌握反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率及體系平衡組成的計(jì)算。了解對(duì)同時(shí)平衡、反應(yīng)耦合、近似計(jì)算等方法。

 

（六）電化學(xué)

 

明確電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及計(jì)算。熟悉離子獨(dú)立移動(dòng)定律及電導(dǎo)測(cè)定的一些應(yīng)用。了解遷移數(shù)與摩爾電導(dǎo)率、離子遷移率之間的關(guān)系。明確電解質(zhì)的離子平均活度系數(shù)的概念，并掌握其計(jì)算方法。了解強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論(主要是離子氛的概念)，并會(huì)使用德拜-休克爾極限公式。熟悉電化學(xué)慣用的電極電勢(shì)名稱(chēng)和符號(hào)。熟悉標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表的應(yīng)用。對(duì)于所給的電池，能熟練、正確地寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。能根據(jù)簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)電池。掌握電極電勢(shì)及電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算和溫度對(duì)電動(dòng)勢(shì)的影響。掌握由電化學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)和ΔH、ΔS、和ΔG等。了解電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理及電動(dòng)勢(shì)測(cè)定法的一些應(yīng)用。明確極化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、極化的分類(lèi)、極化的機(jī)理。理解超電勢(shì)、分解電壓等概念。了解超電勢(shì)在電解中的作用。能計(jì)算一些簡(jiǎn)單的電解分離問(wèn)題。

 

（七）化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

 

掌握等容反應(yīng)速率的表示方法和基元反應(yīng)、反應(yīng)級(jí)數(shù)、速率常數(shù)等概念。掌握有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反應(yīng)如零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)反應(yīng)的各種特征并能夠由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定簡(jiǎn)單反應(yīng)的級(jí)數(shù)。對(duì)三種復(fù)雜的典型反應(yīng)(對(duì)峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng))要掌握其各自的特點(diǎn)，并對(duì)其中比較簡(jiǎn)單的反應(yīng)能進(jìn)行運(yùn)算。明確溫度、活化能對(duì)反應(yīng)速率的影響，理解阿累尼烏斯經(jīng)驗(yàn)式中各項(xiàng)的含意，會(huì)計(jì)算Ea、A、k等物理量。掌握鏈反應(yīng)的特點(diǎn)及其速率方程的建立，會(huì)應(yīng)用穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設(shè)等近似處理方法。了解化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的碰撞理論、過(guò)渡態(tài)理論和單分子反應(yīng)理論的基本內(nèi)容。初步了解分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的常用實(shí)驗(yàn)方法和該研究在理論上的意義。了解溶液中反應(yīng)的特點(diǎn)和溶劑對(duì)反應(yīng)的影響。了解快速反應(yīng)所常用的測(cè)試方法及弛豫時(shí)間。理解光化學(xué)反應(yīng)的基本定律(光化當(dāng)量定律、量子產(chǎn)率)及量子產(chǎn)率的計(jì)算。了解催化反應(yīng)的特點(diǎn)，明確催化作用的基本原理和常見(jiàn)的催化反應(yīng)的類(lèi)型。

 

（八）界面現(xiàn)象

 

明確表面吉布斯自由能、表面張力、接觸角的概念，了解表面張力與溫度的關(guān)系。明確彎曲表面的附加壓力產(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關(guān)系。能運(yùn)用楊-拉普拉斯公式進(jìn)行計(jì)算。了解彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，熟練掌握開(kāi)爾文公式的具體應(yīng)用，并會(huì)用這個(gè)基本原理解釋常見(jiàn)的表面現(xiàn)象。理解吉布斯吸附等溫式的表示形式并能應(yīng)用及作簡(jiǎn)單計(jì)算。了解液-液、液-固界面的鋪展與潤(rùn)濕情況。理解氣-固表面的吸附本質(zhì)及吸附等溫線的主要類(lèi)型。掌握朗繆爾吸附理論要點(diǎn)。對(duì)弗倫德利希等溫式、BET多分子層吸附等溫式有初步了解。了解表面活性劑的特點(diǎn)、作用及大致分類(lèi)。

 

（九）膠體分散體系和大分子溶液

 

了解膠體分散體系的基本特性。掌握膠體分散體系在動(dòng)力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)及電學(xué)性質(zhì)等方面的特點(diǎn)以及如何利用這些特點(diǎn)對(duì)膠體進(jìn)行粒度大小、帶電情況等方面的研究并應(yīng)用于實(shí)踐。了解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點(diǎn)及電解質(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。了解乳狀液的種類(lèi)、乳化劑的作用以及在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用。了解大分子溶液與溶膠的異同點(diǎn)。了解什么是唐南平衡，如何較準(zhǔn)確地用滲透壓法測(cè)定電離大分子物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。了解聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的種類(lèi)及其測(cè)定方法。對(duì)天然大分子、凝膠的特點(diǎn)等有一個(gè)初步的概念。

 

（十）物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)

 

了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理、作圖、計(jì)算及數(shù)據(jù)表達(dá)要求。了解實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源分析、誤差數(shù)值估計(jì)和降低誤差的方法;了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)中溫度控制、測(cè)量、校正的基本技能;了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)中壓力測(cè)定、大氣壓測(cè)定和校正的基本技能;了解阿貝折光儀、電導(dǎo)率儀、電位差計(jì)等的測(cè)量原理。

 

相關(guān)實(shí)驗(yàn):

 

(一)熱力學(xué):

 

1.純液體飽和蒸汽壓的測(cè)定

 

2.燃燒熱的測(cè)定

 

3.雙液系的氣液平衡相圖

 

4.二組分體系的液固平衡相圖

 

5.溶解熱測(cè)定

 

(二)電化學(xué)

 

6.原電池電動(dòng)勢(shì)及溫度系數(shù)測(cè)定

 

7.離子遷移數(shù)的測(cè)定

 

(三)動(dòng)力學(xué)

 

8.化學(xué)振蕩反應(yīng)

 

9.電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)

 

10.丙酮碘化反應(yīng)的速率方程

 

(四)膠體化學(xué)和表面化學(xué)

 

11.最大泡壓法測(cè)定溶液的表面張力

 

12.黏度法測(cè)定水溶性高聚物黏均摩爾質(zhì)量

 

(五)物質(zhì)結(jié)構(gòu)

 

13.絡(luò)合物的磁化率測(cè)定

 

五、主要參考書(shū)

 

1、《物理化學(xué)》(第六版)上、下冊(cè)，李松林、馮霞、劉俊吉等編，高等教育出版社，2017年。

 

2、《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》(第三版)，復(fù)旦大學(xué)等編，莊繼華等修訂，高等教育出版社，2014年。