2023年黑龍江大學材料科學與工程專業考研物理化學科目考試大綱

考試科目名稱：物理化學

考試科目代碼：[825]

一、考試要求

要求考生全面系統地掌握本大綱所要求的物理化學的基本概念及基本定律，并且能靈活運用相關理論分析問題與解決問題。

二、考試內容

第一章 熱力學第一定律

第一節 熱力學概念與術語

系統;廣延性質和強度性質;狀態函數及其特征;熱與功;內能;焓;恒容熱、恒壓熱的特征;定容摩爾熱容及定壓摩爾熱容;相變焓;反應進度;標準摩爾反應焓;標準摩爾生成焓;標準摩爾燃燒焓。

第二節 熱力學第一定律及其應用

熱力學第一定律的內容描述及其數學表達式;焦耳-湯姆生實驗的結論;節流膨脹實驗熱力學特征及焦耳-湯姆遜系數的定義;致冷致熱的應用。

第三節 體積功的計算

體積功的計算通式;理想氣體pVT過程體積功的計算;等壓過程體積功的計算。

第四節 過程熱的計算

理想氣體簡單物理過程(即pVT變化過程)Q、ΔU、ΔH的計算;相變焓計算、化學反應恒容熱與恒壓熱的關系。

第二章 熱力學第二定律

第一節 熱力學第二定律

熱力學第二定律內容的表述與理解;熱力學第二定律的數學表達式。

第二節 卡諾循環和卡諾定理

卡諾循環過程;卡諾定理及卡諾定理推論。

第三節 過程方向的共同判據

熵(S)的定義、物理意義;熵增加原理的內容與熵判據;吉布斯函數(G)的定義、物理意義;吉布斯函數G判據條件。

第四節 熵變和吉布斯函數變的計算

理想氣體pVT變化過程、相變(可逆與不可逆過程)、化學反應過程的熵變(ΔS)及ΔG的計算。

第五節 熱力學函數關系式

熱力學基本方程等重要關系式及其應用。

第三章 多組分系統熱力學

第一節 化學勢

化學勢的定義式;化學勢在相平衡中應用;化學勢與溫度、壓力的關系。

第二節 拉烏爾定律和亨利定律

拉烏爾定律的內容與數學表達式;亨利定律的內容與數學表達式;這兩個定律的適用范圍及注意事項。

第三節 理想液態混合物

理想液態混合物的定義;理想液態混合物的混合通性。

第四節 稀溶液的依數性

稀溶液的凝固點降低、沸點升高、滲透壓的數值與溶液濃度的關系;利用稀溶液的依數性計算溶質分子量。

第四章 相平衡

第一節 相律

判斷體系的組分數、相數;利用吉布斯相律計算體系的自由度。

第二節 單組分系統相圖

單組分系統相圖特征、兩相平衡p -T關系式(克拉佩龍方程、克勞修斯--克拉佩龍方程)的應用;純水的相圖分析。

第三節 二組分系統氣—液平衡相圖

理想液態混合物系統相圖;二組分系統(真實液態混合物)氣—液平衡相圖;部分互溶系統溫度-組成相圖;精餾;杠桿規則計算。

第四節 二組分固--液系統相圖

具有簡單低共熔混合物的相圖特征;生成化合物的相圖的特征;熟練書寫各相區的穩定相態、三相線上的三相平衡關系、步冷曲線繪制、杠桿規則相關計算。

第五章 化學平衡

第一節 化學反應等溫方程和標準平衡常數

理想氣體反應的等溫方程;理想氣體化學反應的標準平衡常數;計算理想氣體化學反應的壓力商;判斷化學反應的方向。

第二節 影響理想氣體反應平衡的因素

溫度、壓力、惰性組分對化學反應平衡移動的影響規律。

第六章 電化學

第一節 電解質溶液的電導

離子遷移數及測定;電導(G)、電導率(k)和摩爾電導率( );電導率、摩爾電導率和濃度的關系;離子強度;電導測定的應用;電解質的平均活度;Debye-H?ckel極限公式。

第二節 可逆電池

電極正、負極或陰、陽極的規定;組成可逆電池的必要條件;書寫電極反應及電池反應。

第三節 電極電勢和電池的電動勢

電極電勢的能斯特方程;標準電極電勢 ;從電極電勢計算電池的電動勢。

第四節 可逆電池的熱力學

可逆電池的電動勢的能斯特方程;由標準電動勢 求電池反應的平衡常數 等熱力學函數;電池的電動勢及其溫度系數求電池反應的 、 、 ;設計原電池及電池電動勢的應用。

第五節 極化作用

極化、超電勢、電極上的競爭反應。

第七章 化學動力學

第一節 化學反應速率及反應速率方程

反應速率定義;基元反應與非基元反應;基元反應的速率方程即質量作用定律;反應級數、反應分子數。

第二節 具有簡單級數反應速率方程的積分形式

零級、一級、二級反應的動力學特征;有關一級、二級反應的速率方程的積分式、半衰期等相關計算。

第三節 溫度對反應速率的影響

阿累尼烏斯公式、活化能及相關計算。

第四節 反應機理的處理

穩態近似法、平衡假設法近似法

第五節 特殊類型的反應

光化學反應特征;催化反應特征。

第八章 表面現象

第一節 表面張力和表面吉布斯自由能

表面張力;影響表面張力的因素;表面功;表面吉布斯自由能。

第二節 彎曲液面的附加壓力和毛細現象

彎曲液面的附加壓力與拉普拉斯方程;毛細管現象;開爾文公式。

第三節 溶液表面吸附現象

溶液表面吸附現象;正吸附與負吸附;吉布斯吸附等溫式;表面活性劑的定義與作用。

第四節 液-固界面------潤濕作用

接觸角;潤濕程度的判斷。

第五節 固體表面的吸附

朗繆爾吸附理論的基本假設及其吸附等溫式、BET公式適用范圍。

第九章 膠體

第一節 分散系統和膠體

膠體的熱力學特征。

第二節 溶膠的性質

光學性質：丁達爾效應;動力學性質：布朗運動;溶膠的電學性質：電泳、電滲、電動電勢;膠團結構式;電解質對溶膠穩定性的影響及聚沉規律等。

三、試卷結構

1.考試時間：180分鐘

2.滿分：150分

3.題型結構：

(1)選擇題：30分

(2)填空題：40分

(3)判斷題：15分

(4)計算題：65分

四、參考書目

1、《物理化學(第五版)》(上、下冊)，傅獻彩、沈文霞等編，高等教育出版社

2、《物理化學學習指導》，孫德坤、沈文霞、姚天揚、候文華編，高等教育出版社

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2023年黑龍江大學材料科學與工程專業考研物理化學科目考試大綱