2021华中农业大学物理化学研究生考试大纲

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2021华中农业大学物理化学研究生考试大纲正文

华中农业大学《物理化学》考研大纲
一、要求掌握的基本内容
《物理化学》的内容包括：化学热力学、化学动力学、电化学、表面与胶体化学等方面。其中，化学热力学部分应熟练掌握热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热力学的概念，并运用相关知识解决溶液、化学平衡、相平衡中的问题；熟练掌握统计热力学的基础知识。化学动力学部分应熟练掌握反应速率常数、反应级数等概念，并解决化学动力学问题。电化学部分应熟练掌握离子电导、可逆电池电动势、极化等概念及其应用。表面与胶体化学部分应掌握熟练比表面自由能、弯曲液面特征、吸附、胶体等概念及其应用。
 
二、试卷满分及考试时间
试卷满分为150分，考试时间为180分钟．
 
三、答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
 
四、试卷题型结构
单选题与填空题            约60分 
简答题与计算题            约90分
 
五、课程考试大纲
1. 热力学第一定律
考试内容：热力学概念、热力学第一定律、准静态过程与可逆过程焓、热容、热力学第一定律对理想气体的应用、实际气体、热化学、赫斯定律、几种反应热效应、反应热与温度的关系、绝热反应、热力学第一定律的微观说明。
考试要求：理解热力学的基本概念，第一定律的基本思想作用，理解可逆过程。掌握焓的定义与使用；明确热容的测量方法与定义的区别；掌握理想气体的内能、焓只是温度的函数实质和应用。掌握绝热可逆过程和卡诺循环在经典热力学中的作用。理解实际气体与理想气体的区别。掌握热力学第一定律在化学中的应用，理解各种热效应的定义及其计算。理解温度对化学反应热效应的影响，学会利用状态函数法计算非等温反应的相关参数。了解热力学第一定律的微观意义。
2. 热力学第二定律
考试内容：自发变化的共同特征、热力学第二定律、卡诺定律、熵的概念、克劳休斯不等式与熵增加原理、熵变的计算、热力学第二定律的本质和熵的统计意义、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能、变化的方向和平衡条件、ΔG的计算、几个热力学函数间的关系、熵和能量退降、热力学第三定律与规定熵。
考试要求：认识自然界自发变化的特征，理解热力学第二定律的深刻含义，掌握熵函数的定义、单位和熵判据应用条件及普遍意义。熟练掌握不同条件下熵变的计算；理解热力学第二定律和熵函数的统计意义；掌握吉布斯自由能和赫姆霍兹自由能的定义和判据使用条件；熟练掌握各种条件下ΔG的计算。掌握热力学函数基本关系式及其应用；了解对应系数关系式和麦克斯韦关系式；理解热力学第三定律；掌握利用规定熵计算化学反应的熵变。
3. 多组分体系热力学在溶液中的应用
考试内容：溶液组成的表示法、偏摩尔量、化学势、气体混合物中各组分化学势、稀溶液中两个经验定律、理想液态混合物、理想稀溶液任意组分的化学势、稀溶液的依数性、Duhem-Margule公式、活度与活度因子、分配定律。
考试要求：认识溶液的特性及表示方法。理解偏摩尔量的定义，掌握偏摩尔量集合方式。理解化学势的定义及其在化学热力学中的作用。理解理想液态混合物及稀溶液中任意组分化学势的定义及应用。理解标准态的定义及作用。理解稀溶液依数性的本质。理解实际溶液与理想溶液之间的关系。
4. 相平衡
考试内容：相律、单组分体系的相图、二组分体系相图及其应用、三组分体系的相图及其应用、二级相变。
考试要求：理解相律的意义及其在物态平衡中的作用。认识单组分相图中点、线和面的意义。 掌握利用相图分析物质相态的变化。认识双液系相图，理解蒸馏原理；掌握利用杠杆规则进行相关计算。掌握各种相图的特点，并能进行相关物态变化分析。了解二级相变的特点。
5. 化学平衡
考试内容：化学反应的平衡条件和化学反应的亲和势、化学反应的平衡常数和等温方程式、平衡常数的表示式、复相化学平衡、平衡常数的测定和平衡转化率的计算、标准生成吉布斯自由能、用配分函数计算Δ_rG_m和反应的平衡常数、温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响、同时平衡、反应的耦合、近似计算。
考试要求：理解化学平衡的基本原理。利用热力学原理判断化学反应的方向与限度。根据热力学原理预测化学反应平衡常数。利用热力学数据计算化学反应平衡常数。调节外界条件控制化学反应的方向和限度。理解化学反应耦合机理。了解近似计算在化学平衡研究中的作用。
6. 统计热力学
考试内容：波兹曼统计、玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计、配分函数、各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献、晶体的热容问题、分子的全配分函数。
考试要求：了解统计力学的基本思想。理解波兹曼统计的意义，并能熟练地应用。理解经典统计与量子统计的联系与区别。理解配分函数的物理意义，掌握利用配分函数计算系统宏观性质的方法。了解经典热容理论与量子理论的联系与区别。
7. 电解质溶液
考试内容：电化学的基本概念和法拉第定律、离子的电迁移和迁移数、电导、强电解质溶液理论。
考试要求：了解离子电迁移的概念和离子迁移数的测定。理解电导、电导率和摩尔电导率的概念及其相互关系和应用。理解电解质平均活度和平均活度系数的概念。了解离子强度和德拜-休克尔-昂萨格电导理论。
8. 可逆电池的电动势及其应用
考试内容：可逆电池和可逆电极、电动势的测定、可逆电池的书写方法及电动势的取号、可逆电池热力学、电动势产生的机理、电极电势和电池的电动势、浓差电池和液体接界电势的计算公式、电动势测定的应用、生物电化学。
考试要求：掌握利用热力学的方法解决电化学问题。了解电极的分类及其特点。掌握电动势的测定方法及其应用。理解电极电势和电池电动势的概念及其测试原理和方法。了解浓差电池和液体接触电势的概念。了解电化学在生物学中的应用。
9. 电解与极化作用
考试内容：分解电压、极化作用、电解时电极上的反应、金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化、化学电源。
考试要求：了解分解电压的概念及作用。掌握电极极化原理及应用。理解金属的析出与氢的超电势关系及金属离子电分离原理。理解电化学防腐原理。了解化学电池的类型及当前发展动态。
10. 化学动力学
考试内容：化学动力学的任务和目的、化学反应速率表示法、化学反应的速率方程、具有简单级数的反应、几种典型的复杂反应、温度对反应速率的影响、活化能对反应速率的影响、链反应、拟定反应历程的一般方法、碰撞理论、过渡态理论、单分子反应理论、在溶液中进行的反应、快速反应的测试、光化学反应、催化反应动力学。
考试要求：理解化学动力学的基本概念。了解反应速率方程的表示方法与意义。熟练掌握具有简单级数反应的特点，判断方法及相关计算。了解复杂反应的类型及特点。掌握温度对反应速率的影响。理解化学反应活化能的概念及其作用。了解链反应和拟定反应历程的一般方法。了解化学反应速率理论的基本假设、处理结果和优缺点。了解各种反应速率理论的内在关系。掌握溶液中化学反应的溶剂效应和盐效应。理解光化学反应的基本特征。了解快速反应的现代研究方法和测试原理。
11. 表面与胶体化学
考试内容：分散体系的分类、质点的大小与形状、胶体的制备与纯化、液体的表面性质、溶液的表面性质、不溶物的单分子膜、表面活性剂、固体表面的特性、固体表面对气体的吸附、固体自溶液中的吸附、液体对固体的润湿作用、布朗运动与扩散作用、沉降与沉降平衡、溶胶的渗透压、胶体的光学性质、胶体的流变性质、胶粒带电及双电层、溶胶的电动现象、聚沉作用与DLVO理论、高分子的稳定与絮凝作用、乳状液的特性、泡沫及凝胶、Donnan平衡。
考试要求：掌握分散体系的概念及胶体的制备与纯化方法。理解表面能与表面张力的含义、掌握表面张力的测定方法和表面热力学的相关概念及应用。掌握表面过剩的概念、Young-Laplace 公式、Kelvin公式、Gibbs公式的应用。掌握表面活性物质的结构特点、亲水亲油平衡值、表面膜、胶束的概念、了解表面活性的实际应用。掌握固体表面张力与表面能的意义，固体吸附的本质。掌握气—固界面的吸附作用、特性及Freundlich定温式、Langmuir单分子层吸附定温式等相关吸附理论。掌握固体在稀溶液中的吸附作用及特点。了解液体对固体表面的润湿作用，理解接触角和Young方程等。了解并掌握布朗运动、涨落现象、扩散现象、沉降等分散体系的动力性质。理解溶胶的渗透压及应用。掌握丁达尔效应及等光学性质及大分子溶液的光散射的应用。了解胶体的流变性质。。掌握胶粒带电的来源、理解双电层及模型。理解胶体的电泳、电渗等电动现象及实际应用。掌握电解质影响溶胶聚沉的因素，了解胶体稳定性的DLVO理论。了解高分子化合物的稳定及絮凝作用。掌握乳状液、泡沫及凝胶的基本特征和制备方法。了解影响乳状液、泡沫及凝胶稳定性的因素。掌握Donnan平衡及其对膜内外离子分布的影响。了解Donnan平衡的应用。
 
六、参考教材
[1]《物理化学》（上下册，第五版），傅献彩等，高等教育出版社。
[2]《物理化学》（第五版），董元彦等，科学出版社。
 

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