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一、课程名称、对象

名称：物理化学（包括物理化学实验）

对象：化学、化工、材料等专业硕士研究生入学考试用

二、考试大纲内容

第一章 物质的p、V、T性质

1、理想气体

理想气体的宏观定义及微观模型，分压定律、分体积定律。

2、真实气体

真实气体的液化、与理想气体的偏差及状态方程。

3、对应状态原理及压缩因子图

临界现象、临界参数、对比参数、对应状态原理；压缩因子图及使用。

第二章 热力学第一定律

1、基本概念

系统、环境、过程、途径、性质、状态、状态函数、平衡态。

2、热力学第一定律

功、热、热力学能，热力学第一定律。

3、热容

平均热容、定压摩尔热容（Cp,m）、定容摩尔热容（Cv,m）；Cp,m与Cv,m的关系。

4、热力学第一定律对理想气体的应用

焦耳实验，理想气体的热力学能、焓、热容差；理想气体的等温、等压、等容与绝热过程。

5、热力学第一定律对实际气体的应用

焦耳--汤姆生效应、节流系数；实际气体的热力学能与焓。

6、相变焓。

7、热化学

等压、等容热效应，Hess定律。

8、摩尔反应焓

反应进度、标准态、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓及标准摩尔燃烧焓；标准摩尔反应焓与温度的关系。

第三章 热力学第二定律

1、热力学第二定律

自发过程的共同特征、热力学第二定律的文字表述；卡诺循环及卡诺定理，热力学第二定律的数学表达式；熵增原理及熵判据。

2、熵变计算

简单p.V.T变化过程、可逆相变与不可逆相变过程的熵变。

3、热力学第三定律

热力学第三定律，规定熵、标准熵，化学反应熵变的计算。

4、亥姆霍兹函数与吉布斯函数

定义、等温等容过程与等温等压过程变化方向的判据，亥姆霍兹函数与吉布斯函数变化的计算。

5、热力学基本方程和麦克斯韦关系式

热力学基本方程、麦克斯韦关系式；热力学证明的一般方法。

6、热力学第二定律应用举例

克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程。

第四章 多组分系统热力学

1、拉乌尔定律与享利定律。

2、偏摩尔量与化学势。

偏摩尔量、吉布斯--杜亥姆方程，化学势，理想气体的化学势、实际气体的化学势。

3、理想液态混合物

理想液态混合物中任意组分的化学势，理想液态混合物的混合性质。

4、理想稀溶液

溶剂、溶质的化学势，分配定律，稀溶液的依数性。

5、逸度及逸度系数。

6、活度及活度系数。

第五章 化学平衡

1、化学反应的方向和限度

化学反应平衡的条件、标准平衡常数的导出及化学反应等温方程式。

2、理想气体反应的平衡常数

标准平衡常数的性质、K、Kp、Kc、Ky、Kn的关系；平衡常数及平衡组成的计算。

3、有纯态凝聚相参加的理想气体反应

标准平衡常数的表示式，分解压力与分解温度。

4、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔生成吉布斯函数及其计算。

5、温度对标准平衡常数的影响。

吉布斯一亥姆霍兹方程、范特霍夫方程，平衡常数与温度的关系。

6、其它因素(浓度、压力、惰性组分)对化学平衡的影响。

7、同时平衡，反应耦合。

8、真实气体的化学平衡。

第六章 相平衡

1相律

相、相平衡、组分数、自由度数的概念，相律的推导。

2、单组分系统相平衡

水的相图绘制及分析。

3、两组分液态完全互溶系统的气-液平衡

理想液态混合物的p-X、T-X图，杠杆规则。真实液态混合物的p-X、T-X图，恒沸混合物及精馏原理。

4、两组分液态部分互溶系统气-液平衡

部分互溶系统的温度-溶解度图、部分互溶系统的气-液平衡相图(T-X图)。

5、两组分液态完全不互溶系统的气-液平衡

气-液平衡T-X、p-T图，水蒸汽蒸馏。

6、两组分系统的液一固平衡

两组分固态不溶凝聚系统相图（生成低共熔混合物及水盐系统相图)；生成化合物(稳定、不稳定)的凝聚系统相图。

7两组分固态互溶(完全互溶、部分互溶)系统

相图的绘制（热分析法及溶解度法）；步冷曲线及相图分析。

第七章 统计热力学初步

1、基本概念

统计系统分类、粒子的运动形式及能级公式。能级分布与状态分布。

2、微态数

分布的微态数、系统的总微态数及计算。

3、最可几分布与平衡分布

等概率假设、最概然分布；波尔兹曼分布(拉格朗日待定乘数法)；最概然分布与平衡分布的关系。

4、粒子的配分函数

配分函数的定义及析因子性质，能量零点对配函数的影响。粒子的平动、双原子分子转动及振动配分函数的计算。

5、粒子配分函数与系统热力学性质的关系

理想气体的热力学性质及统计热力学模型；理想气体的状态方程式、热力学能、焓、热容等热力学性质的统计关系式。理想气体的统计熵及化学平衡常数的统计表达式。

第八章 电化学

1、电解质溶液导电机理及导电能力

电解质溶液的导电机理、法拉弟定律，离子的迁移现象，迁移数及实验测定，电迁移率、电导、电导率、摩尔电导率及影响电导的因素；离子独立运动定律，电导测定及应用。

2、电解质的平均活度和平均活度系数，德拜-休格尔极限公式。

3、原电池的电动势的产生及电动势的能斯特方程。

4、可逆电池。

5、原电池热力学。

6、电极电势

标准氢电极、参比电极；电极电势及其计算；电极电势与电池电动势的关系.

7、浓差电池：电极浓差电池与电解质浓差电池；液体接界电势的产生及计算。

8、电极的种类及电池设计：原电池设计的一般方法。

9、极化作用：分解电压、电极极化与超电势、极化曲线、析出电势；电解时的电极反应。

第九章 化学动力学基础

1、化学反应的速率

反应速率的表示方法及实验测定。

2、化学反应的速率方程（微分式）

基元反应的概念及速率方程、反应分子数，反应级数、速率常数及速率方程的一般形式。

3、速率方程的积分式

零级、一级、二级及n级反应的特点。

4、速率方程的确定

微分方法、积分法、半衰期法等。

5、温度对反应速率的影响

阿累尼乌斯方程及活化能。

6、简单复杂反应

对行反应、平行反应、连串反应速率方程的建立、反应速率的近似处理（选取速控步法、平衡态法及稳态法）。

7、链反应：链反应机理及动力学方程；链反应与爆炸。

8、反应速度理论

碰撞理论及过渡状态理论。

9、溶液中的反应。

10、光化学。

光化反应的基本定律、量子效率；光化学反应的机理与速率方程。

11、催化反应

催化作用的通性、催化剂的活性和选择性；催化反应的一般机理。均相催化反应；气-固相催化反应―固体表面上的吸附，气-固相催化反应的步骤及催化反应动力学。

第十章 表面现象

1、表面吉布斯函数与表面张力。

2、润湿现象、接触角、润湿与辅展、杨氏方程。

3、弯曲液面的附加压力、饱和蒸汽压、拉普拉斯方程、开尔文方程及毛细现象。

4、亚稳状态和新相的生成、过饱和蒸气、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。

5、固体表面上的吸附作用：物理吸附与化学吸附、兰格谬尔单分子层吸附理论及兰格谬尔吸附等温式、BET吸附公式及固体比表面积的测定。

6、液体表面吸附作用：吉布斯吸附公式、表面活性物质。

第十一章 胶体化学

1、胶体及分散物系概述

分散物系的基本性质与分类。

2、胶体的光学性质

丁达尔效应、瑞利公式。

3、胶体的动力性质

布朗运动、扩散、沉降与沉降平衡。

4、胶体的电学性质

电泳、电渗现象；胶团结构、沉降电势、流动电势。

5、溶胶的稳定和聚沉

胶粒的稳定性，溶胶的聚沉及聚沉值。

三、实验部分

1、内容：

实验一：恒温槽原理及无水乙醇黏度的测定

实验二：萘的燃烧热的测定

实验三：液体饱和蒸汽压的测定

实验四：氨基甲酸胺分解反应平衡常数的测定

实验五：二组分系统气液平衡相图

实验六：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

实验七：蔗糖转化反应速率常数的测定

实验八：原电池电动势的测定

2、要求：

掌握实验原理、实验装置原理、实验数据处理方法、实验测定及实验结果的误差分析。

四、参考资料

[1]《物理化学》上、下册.天津大学物理化学教研室编 李松林等，北京：高等教育出版社.2009年第五版

[2]《物理化学简明教程》北京化工大学编 张丽丹等，北京：高等教育出版社.2011年第一版

[3]《物理化学例题与习题》北京化工大学编，北京：化学工业出版社.2001年第一版，2006年第二版

[4]《大学化学实验》北京化工大学编 柯以侃等，北京：化学工业出版社.2010年第二版

[5]《物理化学》上、下册，《大学化学实验》课程讲授视频网址：http://www.icourses.cn/mooc/

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2、输入课程名称：《物理化学》，学校：北京化工大学

3、输入课程名称：《大学化学实验》，学校：北京化工大学

执笔人：张丽丹 贾建光

2016年9月16日

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