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物理化學

一、基本要求

1.掌握熱力學研究方法的特點,理解熱力學基本原理,并運用熱學基本原理和方法處理溶液、相平衡、化學平衡、電化學和表面物理化學等方面的一些基本問題;

2.理解化學現象與電現象的聯系及與熱力學的關系，掌握可逆電池熱力學的基本原理和不可逆電極過程的一些情況;

3.理解動力學方法的特點，掌握宏觀化學動力學的基本內容，濃度、溫度等因素對化學反應速率的影響。掌握鏈反應、光化學反應和酶催化反應。

我院研究生培養所涉及的研究方向主要包括物質的光電過程、納米和生物科學及應用。這些方向都涉及到物理化學的基本科學原理與應用，因此通過本課程考試，可為我院選拔在相關領域具有寬厚基礎理論的深造人才。

二、考試范圍

一)熱力學第一定律

1.熱力學基本概念

2.熱和功，可逆過程與最大功

3.熱力學第一定律

4.焓，熱容

5.焦耳——湯姆遜效應

6.熱化學

7.反應熱效應的計算

8.反應熱效應與溫度的關系

二)熱力學第二定律

1.自發過程的共同特征，熱力學第二定律的經典表述

2.卡諾循環，卡諾原理和克勞修斯不等式

3.過程的熱溫商與熵函數

4.過程的方向與限度的判據

5.熵變的計算及應用

6.熵的統計意義，熱力學第三定律

7.ΔG、ΔA的定義、計算與應用

8.熱力學函數之間的基本關系式

三)溶液

1.溶液的組成表示法，偏摩爾量和化學勢

2.氣體物質中各組分的化學勢

3.液態理想混合物中各組分的化學勢表達式

4.非理想混合物中各組分的化學勢表達式

5.稀溶液的依數性

四)相平衡

1.熟悉組分數、相數及自由度數等基本概念，明確相律的推導及其應用

2.單組分體系的相圖

3.二組分氣-液平衡體系相圖

4.二組分固-液平衡體系相圖

五)化學平衡

1.化學反應等溫方程式與化學反應平衡常數

2.ΔG與平衡常數的關系

3.影響化學平衡的因素

4.同時平衡

5.反應耦合

六)電解質溶液

1.電解定律

2.電解質溶液的電導、電導率、摩爾電導率、極限摩爾電導率

3.離子的遷移和遷移數，離子的淌度與離子電導

4.電解質溶液的活度及活度系數

七)可逆電池的電動勢

1.可逆電池與不可逆電池

2.可逆電極的種類，可逆電極的電極反應

3.電極—溶液界面電勢差

4.電池符號表示法和電池電動勢的測定

5.可逆電池的熱力學

6.電池反應的Nernst方程和電極電勢

7.濃差電池，液體接界電勢與鹽橋

8.各類電池電動勢的計算與電池電動勢應用

八)電解與極化作用

1.分解電壓與極化作用

2.電解時的電極反應

3.超電勢與析出規則

4.電化學極化和濃差極化

九)化學動力學

1.化學反應速率的表示方法及反應速率的測定方法

2.簡單級數反應的動力學方程式及其動力學特征

3.速率常數和反應級數的確定方法

4.基元反應、反應歷程、復雜反應、反應分子數和反應級數

5.幾種典型的復雜反應

6.阿累尼烏斯經驗指數定律，活化能等因素對反應速率的影響

7.光化學反應

8.酶催化反應

十)表面現象

1.表面自由能和表面張力

2.彎曲表面現象

3.液-液和液-固界面

4.溶液和固體的表面吸附

三、主要參考書

傅獻彩、沈文霞，姚天揚等編，《物理化學》(第五版)(上、下冊)，北京：高等教育出版社，2006。(統計熱力學部分和反應速率理論部分，不列入此次考試內容)