2023年黑龍江大學材料科學與工程專業(yè)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(tǒng)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(guān)理論分析問題與解決問題。

二、考試內(nèi)容

第一章 熱力學第一定律

第一節(jié) 熱力學概念與術(shù)語

系統(tǒng);廣延性質(zhì)和強度性質(zhì);狀態(tài)函數(shù)及其特征;熱與功;內(nèi)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(yīng)進度;標準摩爾反應(yīng)焓;標準摩爾生成焓;標準摩爾燃燒焓。

第二節(jié) 熱力學第一定律及其應(yīng)用

熱力學第一定律的內(nèi)容描述及其數(shù)學表達式;焦耳-湯姆生實驗的結(jié)論;節(jié)流膨脹實驗熱力學特征及焦耳-湯姆遜系數(shù)的定義;致冷致熱的應(yīng)用。

第三節(jié) 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(jié) 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(yīng)恒容熱與恒壓熱的關(guān)系。

第二章 熱力學第二定律

第一節(jié) 熱力學第二定律

熱力學第二定律內(nèi)容的表述與理解;熱力學第二定律的數(shù)學表達式。

第二節(jié) 卡諾循環(huán)和卡諾定理

卡諾循環(huán)過程;卡諾定理及卡諾定理推論。

第三節(jié) 過程方向的共同判據(jù)

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

第四節(jié) 熵變和吉布斯函數(shù)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(yīng)過程的熵變(ΔS)及ΔG的計算。

第五節(jié) 熱力學函數(shù)關(guān)系式

熱力學基本方程等重要關(guān)系式及其應(yīng)用。

第三章 多組分系統(tǒng)熱力學

第一節(jié) 化學勢

化學勢的定義式;化學勢在相平衡中應(yīng)用;化學勢與溫度、壓力的關(guān)系。

第二節(jié) 拉烏爾定律和亨利定律

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

第三節(jié) 理想液態(tài)混合物

理想液態(tài)混合物的定義;理想液態(tài)混合物的混合通性。

第四節(jié) 稀溶液的依數(shù)性

稀溶液的凝固點降低、沸點升高、滲透壓的數(shù)值與溶液濃度的關(guān)系;利用稀溶液的依數(shù)性計算溶質(zhì)分子量。

第四章 相平衡

第一節(jié) 相律

判斷體系的組分數(shù)、相數(shù);利用吉布斯相律計算體系的自由度。

第二節(jié) 單組分系統(tǒng)相圖

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

第三節(jié) 二組分系統(tǒng)氣—液平衡相圖

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

第四節(jié) 二組分固--液系統(tǒng)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(qū)的穩(wěn)定相態(tài)、三相線上的三相平衡關(guān)系、步冷曲線繪制、杠桿規(guī)則相關(guān)計算。

第五章 化學平衡

第一節(jié) 化學反應(yīng)等溫方程和標準平衡常數(shù)

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

第二節(jié) 影響理想氣體反應(yīng)平衡的因素

溫度、壓力、惰性組分對化學反應(yīng)平衡移動的影響規(guī)律。

第六章 電化學

第一節(jié) 電解質(zhì)溶液的電導

離子遷移數(shù)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(guān)系;離子強度;電導測定的應(yīng)用;電解質(zhì)的平均活度;Debye-H?ckel極限公式。

第二節(jié) 可逆電池

電極正、負極或陰、陽極的規(guī)定;組成可逆電池的必要條件;書寫電極反應(yīng)及電池反應(yīng)。

第三節(jié) 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(jié) 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(yīng)的平衡常數(shù) 等熱力學函數(shù);電池的電動勢及其溫度系數(shù)求電池反應(yīng)的 、 、 ;設(shè)計原電池及電池電動勢的應(yīng)用。

第五節(jié) 極化作用

極化、超電勢、電極上的競爭反應(yīng)。

第七章 化學動力學

第一節(jié) 化學反應(yīng)速率及反應(yīng)速率方程

反應(yīng)速率定義;基元反應(yīng)與非基元反應(yīng);基元反應(yīng)的速率方程即質(zhì)量作用定律;反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)分子數(shù)。

第二節(jié) 具有簡單級數(shù)反應(yīng)速率方程的積分形式

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

第三節(jié) 溫度對反應(yīng)速率的影響

阿累尼烏斯公式、活化能及相關(guān)計算。

第四節(jié) 反應(yīng)機理的處理

穩(wěn)態(tài)近似法、平衡假設(shè)法近似法

第五節(jié) 特殊類型的反應(yīng)

光化學反應(yīng)特征;催化反應(yīng)特征。

第八章 表面現(xiàn)象

第一節(jié) 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(jié) 彎曲液面的附加壓力和毛細現(xiàn)象

彎曲液面的附加壓力與拉普拉斯方程;毛細管現(xiàn)象;開爾文公式。

第三節(jié) 溶液表面吸附現(xiàn)象

溶液表面吸附現(xiàn)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(jié) 液-固界面------潤濕作用

接觸角;潤濕程度的判斷。

第五節(jié) 固體表面的吸附

朗繆爾吸附理論的基本假設(shè)及其吸附等溫式、BET公式適用范圍。

第九章 膠體

第一節(jié) 分散系統(tǒng)和膠體

膠體的熱力學特征。

第二節(jié) 溶膠的性質(zhì)

光學性質(zhì)：丁達爾效應(yīng);動力學性質(zhì)：布朗運動;溶膠的電學性質(zhì)：電泳、電滲、電動電勢;膠團結(jié)構(gòu)式;電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響及聚沉規(guī)律等。

三、試卷結(jié)構(gòu)

1.考試時間：180分鐘

2.滿分：150分

3.題型結(jié)構(gòu)：

(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(yè)考研物理化學科目考試大綱