2022年西北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院碩士研究生考試科目《物理化學(xué)Ⅰ》考試大綱及參考書目 正文

《物理化學(xué)Ⅰ》科目大綱
（科目代碼：622）
一、考核要求
物理化學(xué)主要內(nèi)容包括氣體、化學(xué)熱力學(xué)（統(tǒng)計熱力學(xué)）、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、界面化學(xué)與膠體化學(xué)等。要求考生熟練掌握物理化學(xué)的基本概念、基本原理及計算方法。

二、考核目標(biāo)
物理化學(xué)考試在考查基本知識、基本理論的基礎(chǔ)上，注重考查考生靈活運用這些基礎(chǔ)知識觀察和解決實際問題的能力。它的評價標(biāo)準(zhǔn)是高等學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)生能達到及格或及格以上水平，以保證被錄取者具有較扎實的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識。

三、考核內(nèi)容
第一章 氣體
§1.1 氣體分子運動論
§1.2 摩爾氣體常數(shù)
§1.3 理想氣體的狀態(tài)圖
§1.4 氣體運動的速率分布
§1.5 氣體平動能分布
§1.6 氣體分子在重力場中的分布
§1.7 分子的碰撞頻率與平均自由程
§1.8 實際氣體
§1.9 氣液間的轉(zhuǎn)變
§1.10 壓縮分子圖
掌握理想氣體狀態(tài)方程和混合氣體的性質(zhì)（組成的表示、分壓定律、分容定律）。了解分子碰撞頻率、平均自由程和實際氣體概念，特別要了解實際氣體的狀態(tài)方程（范德華方程）以及實際氣體的液化、臨界性質(zhì)、應(yīng)狀態(tài)原理與壓縮因子圖等。

第二章 熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用
§2.1 熱力學(xué)概論
§2.2 熱平衡與熱力學(xué)第零定律－溫度的概念
§2.3 熱力學(xué)的一些基本概念
§2.4 熱力學(xué)第一定律
§2.5 準(zhǔn)靜態(tài)過程和和可逆過程
§2.6 焓
§2.7 熱容
§2.8 熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用
§2.9 Carnot循環(huán)
§2.10 實際氣體
§2.11 熱化學(xué)
§2.12 赫斯定律
§2.13 幾種熱效應(yīng)
§2.14 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系－基爾霍夫定律
§2.15 絕熱反應(yīng)－非等溫反應(yīng)
§216 熱力學(xué)第一定律的微觀說明
明確熱力學(xué)的一些基本概念和功和熱正負號的取號慣例。明確準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程的意義。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)第一定律計算理想氣體和實際氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的Q、W、ΔU和ΔH。熟練應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計算不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)熱。了解節(jié)流過程的特點及焦耳-湯姆遜系數(shù)的定義與實際應(yīng)用。從微觀角度了解熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)。

第三章 熱力學(xué)第二定律
§3.1 自發(fā)過程的共同特征－不可逆性
§3.2 熱力學(xué)第二定律
§3.3 Carnot定理
§3.4 熵的概念
§3.5 Clausius不等式與熵增加原理
§3.6 熱力學(xué)基本方程與T-S圖
§3.7 熵變的計算
§3.8 熵和能量退降
§3.9 熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)和熵的統(tǒng)計意義
§3.10 亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能
§3.11 變化的方向和平衡條件
§3.12 ΔG的計算實例
§3.13 熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系
§3.14 熱力學(xué)第三定律和規(guī)定熵
熟悉自發(fā)過程的共同特征，熱力學(xué)第二定律的表述，卡諾循環(huán)及卡諾定律，克勞修斯不等式，熵和熵增原理，熱力學(xué)第三定律，規(guī)定熵，赫姆霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)，熱力學(xué)基本方程、麥克斯韋關(guān)系式，系統(tǒng)平衡的判據(jù)等基本知識。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、F、G的定義。明確ΔG在特殊條件下的物理意義，熟練掌握理想氣體單純PVT變化、相變及化學(xué)變化過程中ΔS、ΔF和ΔG的原理和方法并用于判斷變化的方向和限度。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。初步了解不可逆過程熱力學(xué)關(guān)于熵流和熵產(chǎn)生等基本內(nèi)容。
第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)在溶液中的應(yīng)用
§4.1引言
§4.2 多組分系統(tǒng)組成的表示方法
§4.3 偏摩爾量
§4.4 化學(xué)勢
§4.5氣體混合物中各組分的化學(xué)勢
§4.6 稀溶液中的兩個經(jīng)驗定律
§4.7 理想液態(tài)混合物
§4.8 理想稀溶液中各組分的化學(xué)勢
§4.9 稀溶液的依數(shù)性
§4.10 吉布斯-杜亥姆公式和杜亥姆-馬居耳公式
§4.11 活度與活度因子
§4.12 滲透因子和超額函數(shù)
§4.13分配定律－溶質(zhì)在兩互不相溶液相中的分配
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)勢的意義。理解理想液態(tài)混合物、稀溶液與實際溶液三者的區(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)勢的表達式及其應(yīng)用。了解逸度和活度的概念及逸度系數(shù)、活度系數(shù)的簡單計算。了解從微觀角度討論溶液形成時一些熱力學(xué)函數(shù)的變化。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。掌握稀溶液依數(shù)性的基本應(yīng)用。
第五章  相平衡
§5.1 引言
§5.2 多相系統(tǒng)平衡的一般條件
§5.3 相律
§5.4 單組分系統(tǒng)
§5.5 二組分系統(tǒng)相圖及應(yīng)用
§5.6 三組分系統(tǒng)相圖及應(yīng)用
理解相律并掌握其簡單應(yīng)用。熟練應(yīng)用克拉貝龍方程式和克勞修斯-克拉貝龍方程式。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。在雙液系中以完全互溶的雙液系為重點了解其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，以簡單低共溶物的相圖為重點，了解熱分析法和溶解度法繪制相圖及其應(yīng)用。
第六章  化學(xué)平衡
§6.1 化學(xué)反應(yīng)的平衡條件和化學(xué)反應(yīng)的親和勢
§6.2 化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)和等溫方程式
§6.3 平衡常數(shù)的表示式
§6.4 復(fù)相化學(xué)平衡
§6.5標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能
§6.6 溫度、壓力及惰性氣體對化學(xué)平衡的影響
§6.7 同時化學(xué)平衡
§6.8反應(yīng)的耦合
§6.9近似計算
§6.10生物能力學(xué)簡介
能夠從化學(xué)勢的角度理解化學(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)系和惰性氣體對平衡組成的影響，并掌握其計算方法。掌握反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率及體系平衡組成的計算。了解對同時平衡、反應(yīng)耦合、近似計算等的處理方法。初步了解生物能力學(xué)的基本內(nèi)容。
第七章 統(tǒng)計熱力學(xué)基礎(chǔ)
§7.1 概論
§7.2 Boltzmann統(tǒng)計
§7.3 Bose-Einstein統(tǒng)計和Fermi-Dirac統(tǒng)計
§7.4 配分函數(shù)
§7.5 配分函數(shù)的求法及其對熱力學(xué)函數(shù)的貢獻
§7.6 晶體的熱容問題
§7.7 分子的全配分函數(shù)
§7.8 用配分函數(shù)計算  和反應(yīng)的平衡常數(shù)
了解統(tǒng)計熱力學(xué)的基本假定。掌握統(tǒng)計熱力學(xué)的基本術(shù)語。理解玻爾茲曼分布的意義并會用玻爾茲曼公式于有關(guān)計算。明確配分函數(shù)的意義及配分函數(shù)的析因子性質(zhì)。掌握粒子配分函數(shù)的計算方法。理解熱力學(xué)函數(shù)與粒子配分函數(shù)的關(guān)系。掌握用吉布斯自由能函數(shù)及焓函數(shù)計算理想氣體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的方法。
第八章  電解質(zhì)溶液
§8.1 電化學(xué)的基本概念和電解定律
§8.2 離子的電遷移和遷移數(shù)
§8.3 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)
§8.4 電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子
§8.5 強電解質(zhì)溶液理論簡介
明確電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及計算。熟悉離子獨立移動定律及電導(dǎo)測定的一些應(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，并掌握其計算方法。了解強電解質(zhì)溶液理論（主要是離子氛的概念），并會使用德拜-休克爾極限公式。

第九章  可逆電池的電動勢及其應(yīng)用
§9.1 可逆電池和可逆電極
§9.2 電動勢的測定
§9.3 可逆電池的書寫方法與電動勢的取號
§9.4 可逆電池的熱力學(xué)
§9.5 電極電勢產(chǎn)生的機理
§9.6 電極電勢和電池的電動勢
§9.7 電動勢測定的應(yīng)用
§9.8 內(nèi)電位、外電位和電化學(xué)勢
熟悉電化學(xué)慣用的電極電勢名稱和符號。熟悉標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表的應(yīng)用。對于所給的電池，能熟練、正確地寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。能根據(jù)簡單的化學(xué)反應(yīng)來設(shè)計電池。掌握電極電勢及電動勢的計算和溫度對電動勢的影響。掌握由電化學(xué)數(shù)據(jù)計算熱力學(xué)函數(shù)和ΔH、ΔS、和ΔG等。了解電動勢產(chǎn)生的機理及電動勢測定法的一些應(yīng)用。

第十章  電解與極化作用
§10.1 分解電壓
§10.2 極化作用
§10.3 電解時電極上的競爭反應(yīng)
§10.4 金屬的電化學(xué)腐蝕、防腐與金屬的鈍化
§10.5化學(xué)電源
明確極化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、極化的分類、極化的機理。理解超電勢、分解電壓等概念。了解超電勢在電解中的作用。能計算一些簡單的電解分離問題。了解金屬腐蝕的機理和各種防腐方法。了解化學(xué)電源的類型及應(yīng)用。

第十一章  化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)（一）
§11.1 化學(xué)動力學(xué)的任務(wù)和目的
§11.2 化學(xué)反應(yīng)速率的表示法
§11.3 化學(xué)反應(yīng)的速率方程
§11.4 具有簡單級數(shù)反應(yīng)的速率方程
§11.5 幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)
§11.6 基元反應(yīng)的微觀可逆性原理
§11.7 溫度對反應(yīng)速率的影響
§11.8 關(guān)于活化能
§11.9 鏈反應(yīng)
§11.10 擬定反應(yīng)歷程的一般方法
掌握等容反應(yīng)速率的表示方法和基元反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)、速率常數(shù)等概念。掌握有簡單級數(shù)的反應(yīng)如零級、一級、二級反應(yīng)的各種特征并能夠由實驗數(shù)據(jù)確定簡單反應(yīng)的級數(shù)。對三種復(fù)雜的典型反應(yīng)（對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)）要掌握其各自的特點，并對其中比較簡單的反應(yīng)能進行運算。明確溫度、活化能對反應(yīng)速率的影響，理解阿累尼烏斯經(jīng)驗式中各項的含意，會計算Ea、A、k等物理量。掌握鏈反應(yīng)的特點及其速率方程的建立，會應(yīng)用穩(wěn)態(tài)近似、平衡假設(shè)等近似處理方法。

第十二章  化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)（二）
§12.1 碰撞理論
§12.2 過渡狀態(tài)理論
§12.3 單分子反應(yīng)理論
§12.4分子反應(yīng)動態(tài)學(xué)簡介
§12.5在溶液中進行的反應(yīng)
§12.6快速反應(yīng)的幾種測試方法
§12.7光化學(xué)反應(yīng)
§12.8化學(xué)激光簡介
§12.9催化反應(yīng)動力學(xué)
了解化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的碰撞理論、過渡態(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)動力學(xué)的常用實驗方法和該研究在理論上的意義。了解溶液中反應(yīng)的特點和溶劑對反應(yīng)的影響。了解快速反應(yīng)所常用的測試方法及弛豫時間。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)率的計算。了解催化反應(yīng)的特點，明確催化作用的基本原理和常見的催化反應(yīng)的類型。

第十三章  表面物理化學(xué)
§13.1 表面張力和表面吉布斯自由能
§13.2 彎曲液面下的附加壓力和蒸氣壓
§13.3 溶液的表面吸附
§13.4 液-液界面的性質(zhì)
§13.5 膜
§13.6 液-固界面－潤濕作用
§13.7 表面活性劑及其應(yīng)用
§13.8 固體表面的吸附
§11.8 氣-固相表面催化反應(yīng)
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。能運用楊-拉普拉斯公式進行計算。了解彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，熟練掌握開爾文公式的具體應(yīng)用，并會用這個基本原理解釋常見的表面現(xiàn)象。理解吉布斯吸附等溫式的表示形式并能應(yīng)用及作簡單計算。了解液-液、液-固界面的鋪展與潤濕情況。理解氣-固表面的吸附本質(zhì)及吸附等溫線的主要類型。掌握朗繆爾吸附理論要點。對弗倫德利希等溫式、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、作用及大致分類。
第十四章  膠體化學(xué)
§14.1 膠體和膠體的基本特征
§14.2 膠體的制備和凈化
§14.3 膠體的動力性質(zhì)
§14.4 膠體的光學(xué)性質(zhì)
§14.5 膠體的電學(xué)性質(zhì)
§14.6 雙電層理論和z電勢
§14.4 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用
§14.8 乳狀液
§14.9 凝膠
§14.10 大分子溶液
§14.11 Donnan平衡和聚電解質(zhì)的滲透壓
§14.12 流變學(xué)簡介
§14.13 納米化學(xué)
了解膠體分散體系的基本特性。掌握膠體分散體系在動力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)及電學(xué)性質(zhì)等方面的特點以及如何利用這些特點對膠體進行粒度大小、帶電情況等方面的研究并應(yīng)用于實踐。了解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點及電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響，會判斷電解質(zhì)聚沉能力的大小。了解乳狀液的種類、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。了解什么是唐南平衡，如何較準(zhǔn)確地用滲透壓法測定電離大分子物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。了解聚合物相對分子質(zhì)量的種類及其測定方法。對天然大分子、凝膠的特點等有一個初步的概念。
教材及主要參考資料
（一） 建議教材
傅獻彩，沈文霞，姚天揚 侯文華編，《物理化學(xué)》(第五版)，北京: 高等教育出版社，2006.
（二）主要參考資料
1．劉冠昆，車冠全，陳六平，童葉翔編著, 《物理化學(xué)》, 廣州：中山大學(xué)出版社，2000.
2．胡英主編，呂瑞東，劉國杰，葉汝強等編，《物理化學(xué)》（上、中、下，第四版），北京：高等教育出版社，1999.
3．鄧景發(fā)，范康年編著, 《物理化學(xué)》，北京：高等教育出版社，1993.
4．姚允斌等編，《物理化學(xué)教程》（修訂本），長沙：湖南教育出版社，1991.
5．朱文濤編，《物理化學(xué)》，北京: 清華大學(xué)出版社,1995.
6．傅獻彩，沈文霞，姚天揚編著，《物理化學(xué)》(第四版)，北京: 高等教育出版社,1990.
7．P. W. Atkins. Physical Chemistry. 7th ed., Oxford University Press, 1994.
8．IRA. N. Levine. Physical Chemistry. 4th ed., McGraw-Hill, 1995.
9．G. M. Barrow. Physical Chemistry. 6th ed., McGraw-Hill, 1996. 

西北師范大學(xué)

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