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中国科学院研究生院研究生入学考试
物理化学大纲(一)
本《物理化学》(A)考试大纲适用于中国科学院研究生院化学专业硕士研究生入学考试。物理化学是本科化学专业的一门重要基础理论课。从物质的物理现象和化学现象的联系中探索化学变化的基本规律，是一门科学。物理化学课程的主要内容包括化学热力学(统计热力学)、化学动力学、电化学、界面化学和胶体化学。要求考生掌握物理化学的基本概念、原理和计算方法，具备综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
一、考试内容
(一)热力学第一定律及其应用
1，热力学导论
2、热力学第一定律
3.准静态过程和可逆过程
4.焓
5.热容
6.热力学第一定律在理想气体中的应用
7.实际气体
8.热化学
9.赫斯定律
10，几种热效应
11，反应热与温度的关系——基尔霍夫定律
12，绝热反应-非等温反应
13，热力学第一定律的微观解释
(2)热力学第二定律
1，自发过程的* * *相同特征——不可逆性
2、热力学第二定律
3.卡诺定理
4.熵的概念
5.克劳修斯不等式和熵增原理。
6.熵变的计算
7.热力学第二定律的本质和熵的统计意义。
8.亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能
9、变化方向和平衡条件
10、?g的计算示例
11，几个热力学函数之间的关系
12，单组分体系的两相平衡-热力学在单组分体系中的应用
13，多组分体系中物质的偏摩尔量和化学势
14、热力学第三定律与规定熵
不可逆过程热力学导论
(3)统计热力学基础
1，简介
2.波兹曼统计
3.玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计。
4.配分函数
5.配分函数的求解及其对热力学函数的贡献。
6.分子的总配分函数
(4)溶液-多组分体系热力学在溶液中的应用。
1，溶液组成的表示
2.稀溶液中的两个经验定律
3、混合气体中各组分的化学势
4.理想溶液的定义、普适性和化学势。
5、稀溶液中各组分的化学势
6.理想溶液和稀溶液的微观描述
7.稀溶液的依赖性
8.吉布斯-杜海姆公式和杜海姆-马奎尔公式。
9、非理想方案
10，分配定律-溶质在两个互不相溶的溶液相中的分配
(5)相平衡
1，多相系统平衡的一般条件
2.相位定律
3.单组分体系的相图
4.二元体系相图及其应用
5.三组分体系相图及其应用
(6)化学平衡
1，化学反应的平衡条件和化学反应的亲和力
2.化学反应的平衡常数和等温方程。
3.平衡常数的表达式
4.多相化学平衡
5.平衡常数的测定和平衡转化率的计算
6.标准吉布斯生成自由能
7.用配分函数计算反应平衡常数。
8.温度、压力和惰性气体对化学平衡的影响。
9.同时保持平衡
10，反作用耦合
11，近似计算
12，生物能力学导论
(7)电解质溶液
1、电化学的基本概念和法拉第定律
2.电迁移和离子迁移数
3.传导性
4.强电解质溶液理论简介
(八)可逆电池的电动势及其应用
1，可逆电池和可逆电极
2、电动势的测定
3.可逆电池和电动势数的书写方法。
4.可逆电池的热力学
5、电动势的机理
6、电极电势和电池电动势
7、浓差电池和液体接界电位的计算公式
8、电动势测量的应用
9.生物电化学
(9)电解和极化
1，分解电压
2.极化
3.电解过程中电极上的反应
4.金属的电化学腐蚀、防腐和钝化。
5.化学电源
(10)化学反应动力学的基础
1，化学反应速率表达式和速率方程
2.简单级数的反应
3.几种典型的复杂反应
4.温度对反应速率的影响
5.连锁反应
6.拟定反应过程的一般方法
7.碰撞理论
8.过渡态理论
9、单分子反应理论
10，分子反应动力学导论
11，溶液中的反应
12，快速反应测试
13，光化学反应
14，催化反应动力学
(11)界面现象
1，表面吉布斯自由能和表面张力
2.曲面下的附加压力和蒸汽压
3.液体界面性质
4.不溶性表面膜
5.液-固界面现象
6.表面活性剂及其功能
7、固体表面吸附
8、吸附速率-吸附和解吸速率方程
9.气固表面催化反应
(12)胶体分散体系和高分子溶液
1、胶体及其基本特性
2.溶胶的制备和纯化
3.溶胶的动态性质
4.溶胶的光学性质
5.溶胶的电学性质
6.溶胶稳定性和聚集性
7.乳状液
8.大分子概述
9.大分子的相对分子质量
10，唐南平恒
11，天然大分子
二、考试要求
(一)热力学第一定律及其应用
阐明热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、热和变化过程。掌握热力学第一定律和内能的概念。熟悉工作和热的标志符号。明确准静态过程和可逆过程的含义。把握U和H都是态函数，也是态函数的特征。熟练应用热力学第一定律计算等温、等压、绝热过程中的理想气体？u、吗？h，q，w .巧用生成焓和燃烧热计算反应热。可以应用赫斯定律和基尔霍夫定律。理解卡诺循环的意义。理解摩尔恒压和定容热容的概念；了解节流过程的特点和焦耳-汤姆逊系数的定义及实际应用。从微观角度理解热力学第一定律的本质。
(2)热力学第二定律
阐明热力学第二定律的含义。掌握热力学第二定律与卡诺定理的联系。理解克劳修斯不等式的重要性。熟记热力学函数u、h、s、f、g的定义，理解其物理意义。清楚了吗？G在特殊条件下的物理意义将用于判断变化方向和平衡条件。熟练计算一些简单的过程？s、吗？h和？g，变化方向可由范霍夫等温公式确定。熟练运用吉布斯-亥姆霍兹方程、克拉贝龙方程、克劳修斯-克拉贝龙方程。明确偏摩尔量和化学势的含义。了解热力学第三定律的内容，明确规定熵值的含义、计算和应用。掌握熵增原理和各种平衡判据。了解不可逆过程热力学关于熵流和熵产生的基本内容。
(3)统计热力学基础
明确最可几分布的概念，理解整个体系的微观态数被最可几分布的微观态数代替的原因。阐明配分函数的物理意义及其与热力学函数的关系。了解定位系统和非定位系统热力学函数的区别。掌握平动、转动、振动对热力学函数的贡献及其公式的推导过程。掌握波兹曼统计，了解玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计。
(4)溶液-多组分体系热力学在溶液中的应用。
熟悉溶液浓度的各种表达式及其关系。理解理想溶液、稀溶液和实际溶液的区别和联系。大师拉乌尔定律和亨利定律及其应用。了解理想体系(理想气体、理想溶液、理想稀溶液)中各组分化学势的表达和应用。理解逸度和活度的概念以及逸度系数和活度系数的简单计算。了解如何用牛顿图求气体的逸度系数。从微观角度理解溶液形成时一些热力学函数的变化。了解稀溶液指数公式和分配定律公式的推导，了解溶液热力学处理的一般方法。
(5)相平衡
阐明相、群分数、自由度的概念，理解相律，掌握其简单应用。掌握杠杆法则在相图中的应用。掌握一元体系和二元体系典型相图的特征。在双液系中，重点介绍完全互溶的双液系，了解其p-x图和T-x图，了解精馏和精馏的基本原理。在双组分液固体系中，着眼于简单低* * *可溶性物质的相图，理解相图的绘制及其应用。对于三组分体系，了解水盐体系相图的应用。了解相图在萃取过程中的应用。
(6)化学平衡
能够从化学势的角度理解化学平衡的意义，理解和掌握化学反应等温式的意义和应用。理解均相和非均相反应平衡常数表达式的区别。理解了意思就会用来估计反应的可能性。熟悉、和之间的关系。了解平衡常数与温度、压力的关系，惰性气体对平衡组成的影响，掌握其计算方法。平衡常数可根据标准热力学函数表值计算。熟练运用热力学方法计算化学反应的标准平衡常数。掌握反应物平衡转化率和体系平衡组成的计算。了解同时平衡、反应耦合和近似计算的处理方法。了解生物能力学的基本内容。
(7)电解质溶液
阐明电导率和摩尔电导率的意义及其与溶液浓度的关系。熟悉离子独立运动定律和电导率测定的一些应用。理解迁移数与摩尔电导率和离子迁移率的关系。定义电解质平均离子活度系数的概念，掌握其计算方法。了解强电解质溶液的理论(主要是离子大气的概念)并使用德拜-胡克尔极限公式。
(八)可逆电池电动势及其应用
熟悉电化学中常用的电极电势的名称和符号。熟悉标准电极电位器的应用。对于给定的电池，能熟练正确地写出电极反应和电池反应。电池可以根据简单的化学反应来设计。掌握电极电势和电动势的计算；熟悉标准电动势E0和反应平衡常数K？a .弄清温度对电动势的影响的关系。掌握变量，，等。由电化学数据计算出的热力学函数。了解电动势的机理和电动势测量的一些应用。
(9)电解和极化
阐明两极分化的原因、分类和机理。理解超电势和分解电压的概念。理解超电势在电解中的作用。可以计算一些简单的电解分离问题。了解金属腐蚀的机理和各种防腐方法。了解化学电源的种类和应用。
(10)化学反应动力学的基础
掌握等体积反应速率的表示方法及其基元反应、反应级数、速率常数等概念。对于具有简单级数的反应，如零级、一级、二级，需要掌握其速率公式(微分和积分)的各种特性，从实验数据中确定简单反应的级数。对三级反应有个大概的了解。对于三种复杂的典型反应(对抗反应、平行反应、连续反应)，要掌握各自的特点，对于相对简单的反应，可以写出反应速率与浓度关系的微分公式。知道温度和活化能对反应速率的影响，了解阿伦尼乌斯经验公式中各项的意义，就会计算出Ea、A、K等物理量..为了掌握链式反应的特点及其速率方程的建立，我们将应用稳态近似和平衡假设等近似处理方法。
了解化学反应动力学的碰撞理论、过渡态理论、单分子反应理论的基本内容，会计算一些简单基元反应的速率常数。掌握、、、、和与指前因子a的关系，了解分子反应动力学常用的实验方法和本研究的理论意义。了解溶液中反应的特点以及溶剂对反应的影响。了解快速反应常用的测试方法和松弛时间。了解光化学反应的基本规律(光化学等效定律，量子产率)和量子产率的计算。了解催化反应的特点，阐明催化的基本原理和常见催化反应的类型。
(11)界面现象
定义表面吉布斯自由能、表面张力、接触角的概念，了解表面张力与温度的关系。阐明了曲面附加压力的成因及其与曲率半径的关系。将使用杨-拉普拉斯公式。了解曲面上的蒸汽压与平面上的蒸汽压有何不同，定量掌握开尔文公式，并利用这一基本原理解释常见的表面现象。理解吉布斯吸附等温线的表达式和各项的物理意义，并能应用和进行简单计算。了解液-液和液-固界面的铺展和润湿。了解气固表面的吸附性质和吸附等温线的主要类型。掌握朗缪尔吸附理论的要点。我们对Freundlich等温线和BET吸附等温线有了初步了解。了解表面活性剂的特性、功能和一般分类。
(12)胶体分散体系和高分子溶液
了解胶体分散体系的基本特征。掌握胶体分散体系在动力学性质、光学性质和电学性质方面的特性，以及如何利用这些特性研究胶体的粒径和带电性并应用于实践。了解溶胶的稳定特性和电解质对溶胶稳定性的影响，会判断电解质的聚集能力。了解乳液的种类，乳化剂的作用及其在工业和日常生活中的应用。了解大分子溶液和溶胶的异同。了解什么是唐南平，如何用渗透压法准确测定电离大分子的相对分子质量。了解聚合物相对分子量的种类和测定方法。对天然大分子和凝胶的特性有初步的概念。
三、主要参考书
《物理化学》(第5版)上册下册，傅、沈、姚天洋、侯文华主编，高等教育出版社，2005。《物理化学》(第四版)上册、下册，傅、沈、姚天洋主编，高等教育出版社(1990)，也可作为参考。
四。说明
主要题型可能包括:是非题、选择题、填空题、简答题、计算题、综合题等。
编制单位:中国科学院研究生院。
编制日期:2006年6月6日
修订日期:2008年7月6日