一、考試的范圍及目標(biāo)
《物理化學(xué)》是化學(xué)學(xué)科的重要分支和材料/化工類專業(yè)核心基礎(chǔ)理論課程,借助數(shù)學(xué)、物理學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的理論及其實驗手段,研究化學(xué)科學(xué)中的原理和方法。課程的主要內(nèi)容包括熱力學(xué)原理和應(yīng)用、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、相平衡基礎(chǔ)、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、基本理論及適用范圍和計算方法,并具有結(jié)合具體條件、綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。
二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)
1.答卷方式:閉卷,筆試。
2.試卷分?jǐn)?shù):滿分為150分。
3.試卷結(jié)構(gòu)及題型比例:
試卷主要分為三大部分,即:基本概念題約10-20%;基本理論分析題約20-30%;計算及應(yīng)用題約60-70%。答卷應(yīng)思路正確、步驟簡明。
三、考試內(nèi)容要點
(一) 基本概念和術(shù)語
熱力學(xué)平衡態(tài);系統(tǒng)與環(huán)境;熱力學(xué)能;功;熱;焓(反應(yīng)焓、生成焓、燃燒焓);熱容;狀態(tài)函數(shù);反應(yīng)進(jìn)度;吉布斯自由能;熵;亥姆赫茲自由能;偏摩爾量;化學(xué)勢;稀溶液的依數(shù)性;逸度;逸度因子;活度;活度系數(shù);理想溶液;實際溶液;標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù);經(jīng)驗平衡常數(shù);化學(xué)反應(yīng)親和勢;標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù);相與相律;原電池、電解池;陰陽(正負(fù))極;電極電勢;接觸電勢;極化、過電位;分解電壓;電流密度;電解質(zhì)溶液;離子遷移數(shù);摩爾電導(dǎo)率;反應(yīng)速率、基元反應(yīng)、質(zhì)量作用定律;速率常數(shù);活化能;量子效率;表面自由能和表面張力;潤濕;吸附量;亞穩(wěn)態(tài);膠體;電泳、電滲;ξ電位;表面活性劑;臨界膠束濃度(CMC)。
(二) 基本定律與理論
1. 基礎(chǔ)熱力學(xué):熱力學(xué)第零、第一、第二、第三定律;蓋斯定律(反應(yīng)熱計算);基爾霍夫定律;蓋斯定律;卡諾循環(huán);卡諾定理、熵增原理;焦耳-湯姆遜效應(yīng)(節(jié)流膨脹);熱力學(xué)基本方程
2. 多組分系統(tǒng):拉烏爾定律和亨利定律;稀溶液的依數(shù)性;相律;分配定律;
3. 電化學(xué):法拉第定律;能斯特方程
4. 動力學(xué)、界面與膠體化學(xué):化學(xué)反應(yīng)的速率理論;氣體反應(yīng)碰撞理論、過渡態(tài)理論;光化學(xué)反應(yīng):第一定律和第二定律、量子效率;多相反應(yīng):菲克第一、第二定律;催化作用原理;吸附理論和等溫方程式—弗蘭德利希、郎繆爾吸附、BET吸附;彎曲液面的附加壓力及拉普拉斯公式;雙電層理論
(三)基礎(chǔ)知識及應(yīng)用
1. 基礎(chǔ)熱力學(xué):熵等熱力學(xué)參數(shù)計算;克勞休斯-克拉佩龍(Clausius-Clapeyron)方程;吉布斯-亥姆霍茲(Gibbs-Helmholtz)方程;反應(yīng)熱(燃燒熱、中和熱等)的測定。
2. 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)及化學(xué)平衡:偏摩爾量的加和公式;吉布斯-杜亥姆公式;飽和蒸汽壓的測定;冰點下降法測定物質(zhì)的分子量;化學(xué)變化過程方向限度的判斷;溫度對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響—范特霍夫等壓方程;標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系;影響化學(xué)平衡的因素:溫度、分壓、總壓、惰性氣體等;平衡常數(shù)的測定。
3. 相圖:單組分(水)、雙組分(液液、固液、氣液)、三組分相圖;精餾原理;區(qū)域熔煉;二元相圖的繪制;杠桿規(guī)則;
4. 電化學(xué):電導(dǎo)測定的應(yīng)用;原電池電動勢及其與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系;可逆電池的表示方法;電池電動勢的計算;電動勢測定的應(yīng)用;可逆電池電動勢及電動勢溫度系數(shù)的測定;活度及德拜-休克爾極限公式;電極極化的原因;鹽橋的作用;極化曲線及其測量方法;電解時電極上的競爭反應(yīng);
5. 化學(xué)動力學(xué):簡單級數(shù)的反應(yīng):一級、二級、三級、零級反應(yīng)動力學(xué);反應(yīng)級數(shù)及速率常數(shù)的測定;典型的復(fù)雜反應(yīng):對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)、連鎖反應(yīng);速率方程的穩(wěn)態(tài)和平衡態(tài)近似處理方法;溫度對反應(yīng)速率的影響、阿累尼烏斯公式及應(yīng)用;鏈?zhǔn)椒磻?yīng):單鏈反應(yīng)速率方程、支鏈反應(yīng)的步驟和爆炸界限;光敏反應(yīng);單分子反應(yīng);固體與氣體的反應(yīng)動力學(xué);吸附作用與反應(yīng)速率;催化作用:概述、單相催化、多相催化
6. 界面與膠體化學(xué):表面張力影響因素;表面張力及接觸角的測定;潤濕程度的表示;微小液滴的蒸氣壓及開爾文公式;亞穩(wěn)狀態(tài);固體自溶液中的吸附—吸附量的測定、吸附等溫線和吸附等溫式;固體自溶液中吸附的應(yīng)用;溶液表面層的吸附與吉布斯吸附等溫式;溶液的表面張力和表面活性;膠體分散系統(tǒng)的特征;膠體的制備和提純;膠體粒子的結(jié)構(gòu);膠體的動力學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì);膠體的電動性質(zhì):動電現(xiàn)象、雙電層理論、動電電勢及測定;高分子溶液;乳狀液。
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