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2016年中科院北京生態(tài)環(huán)境中心考試大綱-619物理化學(xué)（甲）
中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試
《物理化學(xué)（甲）》大綱
本《物理化學(xué)》（甲）考試大綱適用于報考中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)類專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。《物理化學(xué)》是大學(xué)本科化學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課。它是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門科學(xué)。物理化學(xué)課程的主要內(nèi)容包括化學(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，并具有綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。
一、考試內(nèi)容
（一）氣體
1、氣體分子動理論
2、摩爾氣體常數(shù)
3、理想氣體狀態(tài)圖
4、分子運動的速率分布
5、分子平動能的分布
6、氣體分子在重力場中的分布
7、分子的碰撞頻率與平均自由程
8、實際氣體
9、氣液間的轉(zhuǎn)變—實際氣體的等溫線和液化過程
10、壓縮因子圖—實際氣體的有關(guān)計算
（二）熱力學(xué)第一定律
1、熱力學(xué)概論
2、熱平衡和熱力學(xué)第零定律-溫度的概念
3、熱力學(xué)的一些基本概念
4、熱力學(xué)第一定律
5、準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程
6、焓
7、熱容
8、熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用
9、Carnot循環(huán)
10、Joule-Thomson效應(yīng)-實際氣體的△U和△H
11、熱化學(xué)
12、赫斯定律
13、幾種熱效應(yīng)
14、反應(yīng)焓變和溫度的關(guān)系—Kirchhoff定律
15、絕熱反應(yīng)—非等溫反應(yīng)
（三）熱力學(xué)第二定律
1、自發(fā)過程的共同特征—不可逆性
2、熱力學(xué)第二定律
3、Carnot定理
4、熵的概念
5、Clausius不等式與熵增加原理
6、熱力學(xué)基本方程與T-S圖
7、熵變的計算
8、熵和能量退降
9、熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)和熵統(tǒng)計意義
10、Helmholtz自由能和Gibbs自由能
11、變化的方向和平衡條件
12、△G的計算示例
13、幾個熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系
14、熱力學(xué)第三定律與規(guī)定熵
（四）多組分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用
1、多組分系統(tǒng)的組成表示法
2、偏摩爾量
3、化學(xué)勢
4、氣體混合物中各組分的化學(xué)勢
5、稀溶液中的兩個經(jīng)驗定律
6、理想液態(tài)混合物
7、理想稀溶液中任一組分的化學(xué)勢
8、稀溶液的依數(shù)性
9、活度與活度因子
10、分配定律—溶質(zhì)在兩互不相溶液相中的分配
（五）相平衡
1、多相體系平衡的一般條件
2、相律
3、單組分體系的相平衡
4、二組分體系的相圖及其應(yīng)用
5、三組分體系的相圖及其應(yīng)用
（六）化學(xué)平衡
1、化學(xué)反應(yīng)的平衡條件和化學(xué)反應(yīng)的親和勢
2、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與等溫方程式
3、平衡常數(shù)的表示式
4、復(fù)相化學(xué)平衡
5、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能
6、溫度、壓力及惰性氣體對化學(xué)平衡的影響
7、同時化學(xué)平衡
8、反應(yīng)的耦合
9、近似計算
（七）統(tǒng)計熱力學(xué)基礎(chǔ)
1、概論
2、玻茲曼統(tǒng)計
3、配分函數(shù)
4、各配分函數(shù)的求法及其對熱力學(xué)函數(shù)的貢獻
5、分子的全配分函數(shù)
6、用配分函數(shù)計算和反應(yīng)的平衡常數(shù)
（八）電解質(zhì)溶液
1、電化學(xué)的基本概念與電解定律
2、離子的電遷移和遷移數(shù)
3、電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)
4、電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子
5、強電解質(zhì)溶液理論簡介
（九）可逆電池的電動勢及其應(yīng)用
1、可逆電池和可逆電極
2、電動勢的測定
3、可逆電池的書寫方法及電動勢的取號
4、可逆電池的熱力學(xué)
5、電動勢產(chǎn)生的機理
6、電極電勢和電池的電動勢
7、電動勢測定的應(yīng)用
（十）電解與極化作用
1、分解電壓
2、極化作用
3、電解時電極上的競爭反應(yīng)
4、金屬的電化學(xué)腐蝕、防腐與金屬的鈍化
5、化學(xué)電源
（十一）化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)
1、化學(xué)反應(yīng)速率表示法和速率方程
2、具有簡單級數(shù)的反應(yīng)
3、幾種典型的復(fù)雜反應(yīng)
4、溫度對反應(yīng)速率的影響
5、鏈反應(yīng)
6、碰撞理論
7、過渡態(tài)理論
8、單分子反應(yīng)理論
9、在溶液中進行的反應(yīng)
10、光化學(xué)反應(yīng)
11、催化反應(yīng)動力學(xué)
（十二）表面物理化學(xué)
1、表面吉布斯自由能和表面張力
2、彎曲表面下的附加壓力和蒸氣壓
3、溶液的表面吸附
4、液-液界面的性質(zhì)
5、L-B膜及生物膜
6、液-固界面現(xiàn)象
7、表面活性劑及其作用
8、固體表面的吸附
9、氣-固相表面催化反應(yīng)
（十三）膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液
1、膠體和膠體的基本特性
2、溶膠的制備和凈化
3、溶膠的動力性質(zhì)
4、溶膠的光學(xué)性質(zhì)
5、溶膠的電學(xué)性質(zhì)
6、雙電層理論和x電位
7、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用
8、乳狀液
9、凝膠
10、大分子溶液
11、Donnan平衡和聚電解質(zhì)溶液的滲透壓
二、考試要求
（一）氣體
了解氣體分子運動公式的推導(dǎo)過程，建立微觀的運動模型。了解前人對問題的處理方法和過程。了解理想氣體的微觀模型，熟練使用理想氣體狀態(tài)方程。了解分子速度和能量分布公式的推導(dǎo)及物理意義。了解實際氣體狀態(tài)方程及對實際氣體的計算。了解對比狀態(tài)；會使用壓縮因子圖。
（二）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，如體系、環(huán)境、功、熱、狀態(tài)函數(shù)、變化過程和途徑等。掌握熱力學(xué)第一定律和內(nèi)能的概念。熟知功和熱正負(fù)號的取號慣例及各種過程中功與熱的計算。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。熟練應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的△U、△H、Q和W.熟練應(yīng)用生成焓、燃燒焓來計算焓變。會應(yīng)用赫斯定律和基爾霍夫定律。了解卡諾循環(huán)的意義。了解摩爾定壓、定容熱容的概念；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。從微觀角度了解能量均分原理和熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)。
（三）熱力學(xué)第二定律
了解自發(fā)變化的共同特征，明確熱力學(xué)第二定律的意義。掌握熱力學(xué)第二定律與卡諾定理的聯(lián)系。理解克勞修斯不等式的重要性。注意在熟記熱力學(xué)函數(shù)U、H、S、F、G的定義，并了解其物理意義。明確△G在特殊條件下的物理意義，會用它來判別變化的方向和平衡條件。熟練計算一些簡單過程的△S、△H、△A和△G，學(xué)會設(shè)計可逆過程，能利用范霍夫等溫式判別變化的方向。較熟練地運用吉布斯-亥姆霍茲公式、克拉貝龍方程式和克老修斯-克拉貝龍方程式。明確偏摩爾量和化學(xué)勢的意義。了解熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容，明確規(guī)定熵值的意義、計算及其應(yīng)用。掌握熵增加原理和各種平衡判據(jù)。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。了解熵的統(tǒng)計意義。
（四）多組分體系熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用
熟悉多組分系統(tǒng)的組成表示法及其相互關(guān)系。掌握偏摩爾量和化學(xué)勢的定義，了解它們之間的區(qū)別和在多組分系統(tǒng)中引入偏摩爾量和化學(xué)勢的意義。掌握理想氣體化學(xué)勢的表示式及其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的含義，了解理想和非理想氣體化學(xué)勢的表示式以及兩者的共同之處，了解逸度的概念。了解理想液態(tài)混合物的通性及化學(xué)勢的表示方法。了解理想稀溶液中各組分化學(xué)勢的表示法。熟悉稀溶液的依數(shù)性，會用依數(shù)性計算未知物的摩爾質(zhì)量。了解相對活度的概念，描述溶劑的非理想程度。了解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。
（五）相平衡
明確相、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)過程，熟練掌握相律在相圖中的應(yīng)用。能看懂各種類型的相圖，并進行簡單分析，理解相圖中各相區(qū)、線和特殊點所代表的意義，了解其自由度的變化情況。在雙液系相圖中，了解完全互溶、部分互溶和完全不互溶相圖的特點，掌握如何利用相圖進行有機物的分離提純。學(xué)會用步冷曲線繪制二組分低共熔點相圖，會對相圖進行分析，并了解
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