2023年佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)考研物理化學(xué)科目考試大綱

一、考查目標

本考試大綱適用于報考佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院材料科學(xué)與氫能學(xué)院的材料科學(xué)與工程及材料與化工專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。該科目主要考查考生對材料科學(xué)與工程相關(guān)的物理化學(xué)基本知識的掌握程度，以判別考生是否具備從事科研工作的所要求的基本專業(yè)知識及技能?？忌鷳?yīng)系統(tǒng)復(fù)習本考試大綱考察范圍內(nèi)的內(nèi)容，重點掌握基本概念和基本原理，并具有一定的綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。

二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

1.考試方式：書面筆答。

2.卷面總分：150 分。

3.考試時間：180 分鐘。

4.試卷主要題型可能有：是非判斷題、選擇題、簡答題、計算題、綜合題(證明或綜合計算)。

三、考查范圍

1.熱力學(xué)第一定律及應(yīng)用

1.1 熱力學(xué)第一定律

1.2 可逆過程及可逆體積功的計算

1.3 恒容熱、恒壓熱及焓

1.4 熱容及恒容變溫過程、恒壓變溫過程熱的計算

1.5 氣體可逆膨脹、壓縮過程，理想氣體絕熱過程及絕熱可逆過程方程

1.6 標準摩爾反應(yīng)焓

1.7 化學(xué)反應(yīng)熱的計算、標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓

1.8 化學(xué)反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系

考試要求：考察熱力學(xué)的主要基本概念，例如體系、環(huán)境、功、熱、狀態(tài)函數(shù)、內(nèi)能等基本概念的定義、熱力學(xué)第一定律及其數(shù)學(xué)表達式、摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容等;考察運用熱力學(xué)第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱過程中的△U、△H、Q 和 W 等。以及利用赫斯定律、生成焓、燃燒焓等計算反應(yīng)熱。

2.熱力學(xué)第二定律

2.1 自發(fā)過程特征、熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述及本質(zhì)

2.2 熵的定義、克勞修斯不等式、熵增原理、及熵判據(jù)

2.3 環(huán)境熵變、理想氣體 PVT 變化熵變

2.4 亥姆霍茲自由能、吉布斯自由能函數(shù)的定義、物理意義和變化值的計算，變化的方向和平衡條件

2.5 熱力學(xué)基本方程和麥克斯韋關(guān)系式

2.6 單組分體系的兩相平衡——熱力學(xué)對單組分體系的應(yīng)用

考試要求：考察熱力學(xué)第二定律、熱力學(xué)函數(shù) U、H、S、F、G 的定義及其物理意義，以及 G 在特殊條件下的物理意義和克勞修斯不等式，會用它來判別變化的方向和平衡條件?？忌鷳?yīng)該熟練掌握一些簡單過程的△S、△H 和△G 的計算，并能利用范霍夫等溫式判別變化的方向，掌握熵增加原理和各種平衡判據(jù)。

3.溶液—多組分體系熱力學(xué)在溶液中的應(yīng)用

3.1 偏摩爾量的定義和物理意義

3.2 化學(xué)勢定義、化學(xué)勢與溫度、壓力的關(guān)系、化學(xué)勢判據(jù)及應(yīng)用

3.3 氣體組分的化學(xué)勢

3.4 稀溶液的兩個經(jīng)驗定律-拉烏爾定律、亨利定律及其應(yīng)用

3.5 理想液態(tài)混合物

3.6 理想稀溶液中任一組分的化學(xué)勢表示式及分配定律

3.7 稀溶液的依數(shù)性

考試要求：考察溶液濃度的各種表示法及其相互關(guān)系，理想溶液、稀溶液與實際溶液三者的區(qū)別和聯(lián)系，拉烏爾定律和亨利定律以及它們的應(yīng)用，以及理想體系(理想氣體、理想溶液、理想稀溶液)中各組分化學(xué)勢的表達式及其應(yīng)用。

4.相平衡

4.1 多組分系統(tǒng)平衡的一般條件

4.2 相律及其應(yīng)用

4.3 單組分系統(tǒng)相圖分析

4.4 二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖及分析

4.5 二組分真實液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖及分析

4.6 二組分液態(tài)部分互溶及完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖

4.7 二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)液-固平衡相圖

考試要求：考察相、組分數(shù)和自由度的概念，熟練掌握相律及其簡單應(yīng)用(如判斷相數(shù)、組分數(shù)和自由度數(shù)等)。考察單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點。在雙液系中以完全互溶的雙液系為重點了解其 p-x 圖和 T-x 圖。蒸餾和精餾的基本原理。在二組分液-固體系中，以簡單低共溶物的相圖為重點，了解相圖的繪制及其應(yīng)用。

5.化學(xué)平衡

5.1 化學(xué)反應(yīng)平衡條件

5.2 化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與等溫方程式

5.3 平衡常數(shù)表示式

5.4 標準摩爾生成吉布斯函數(shù)的定義及其應(yīng)用

考試要求：考察均相和多相反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式的區(qū)別?？忌枰炀氄莆掌胶獬?shù)與溫度、壓力的關(guān)系和惰性氣體對平衡組成的影響，并掌握其計算方法;要能根據(jù)標準熱力學(xué)函數(shù)的表值計算平衡常數(shù)?？忌鷳?yīng)當能夠熟練利用熱力學(xué)方法完成對于化學(xué)反應(yīng)標準平衡常數(shù)、反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率及體系平衡組成的計算。

6.電化學(xué)

6.1 電化學(xué)基本概念、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理及法拉第定律

6.2 電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的定義、計算及電導(dǎo)測定的應(yīng)用

6.3 電解質(zhì)的平均離子活度因子、離子強度

6.4 可逆電池條件、可逆電池的書寫方法、可逆電池電動勢的測定

6.5 原電池熱力學(xué)計算和能斯特方程的應(yīng)用

6.6 電極電勢和電池電動勢

6.7 原電池設(shè)計方法

6.8 分解電壓和極化作用

考試要求：考察電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及它們與溶液濃度的關(guān)系，離子獨立移動定律及電導(dǎo)測定的常見應(yīng)用?？疾爝w移數(shù)與摩爾電導(dǎo)率、離子遷移率之間的關(guān)系等概念?？忌鷳?yīng)當能夠熟練使用電化學(xué)慣用的電極電勢名稱、符號和標準電極電勢表，對于給定的電池，要求能正確、熟練地寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)，能根據(jù)簡單的化學(xué)反應(yīng)來設(shè)計電池?？疾祀姌O電勢及電動勢的計算;標準電動勢 E0 與反應(yīng)平衡常數(shù)K的關(guān)系，溫度對電動勢的影響。熟練掌握由電化學(xué)數(shù)據(jù)計算常見熱力學(xué)函數(shù)的變量?？疾祀妱觿莓a(chǎn)生機理的簡單概念。考察極化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、極化的分類、極化的機理;超電勢、分解電壓等概念。

7.化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)

7.1 化學(xué)反應(yīng)速率表示法

7.2 化學(xué)反應(yīng)速率方程、質(zhì)量作用定律、反應(yīng)分子數(shù)及反應(yīng)級數(shù)和速率常數(shù)

7.3 速率方程的積分形式

7.4 速率方程的確定

7.5 溫度對反應(yīng)速率的影響、阿累尼烏斯公式、活化能及其與反應(yīng)熱的關(guān)系

7.6 典型復(fù)合反應(yīng)以及復(fù)合反應(yīng)速率的近似處理方法

考試要求：考察反應(yīng)速率的表示方法及基元反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)、速率常數(shù)等概念。對于由簡單級數(shù)的反應(yīng)如零級、一級、二級，掌握包括其動力學(xué)公式(微分式和積分式)在內(nèi)的各種動力學(xué)特征并能夠由實驗數(shù)據(jù)確定簡單反應(yīng)的級數(shù)。對三種典型的復(fù)雜反應(yīng)(對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng))要求掌握其各自的特點。考察溫度、活化能對反應(yīng)速率的影響，理解阿累尼烏斯經(jīng)驗式中各項的意義。考察對于Ea、A、k 等物理量的計算。掌握鏈反應(yīng)的特點?？疾旆€(wěn)態(tài)近似法等近似處理方法推導(dǎo)動力學(xué)公式。

8.界面現(xiàn)象

8.1 表面吉布斯函數(shù)及界面張力

8.2 彎曲液面的附加壓力和微小液滴的飽和蒸汽壓、毛細現(xiàn)象

8.3 物理吸附和化學(xué)吸附

8.4 固-液界面：接觸角及潤濕現(xiàn)象

考試要求：考察表面吉布斯自由能、表面張力、接觸角的概念，表面張力與溫度的關(guān)系?？疾鞆澢砻娴母郊訅毫Ξa(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關(guān)系，彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，會解釋常見的表面現(xiàn)象。能夠判斷液-固界面的鋪展與潤濕情況。

9.膠體分散體系和大分子溶液

9.1 膠體的定義和膠體的基本特性

9.2 溶膠的制備及凈化

9.3 膠體分散系統(tǒng)的基本性質(zhì)-光學(xué)性質(zhì)(丁鐸爾效應(yīng)及瑞利公式)、電學(xué)性質(zhì)、動力性質(zhì)

考試要求：考察膠體分散體系在動力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)及電學(xué)性質(zhì)等方面的特點。理解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點及電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響，要求會判斷電解質(zhì)聚沉能力的大小?？疾齑蠓肿尤芤号c溶膠的異同點以及膠體分散體系的基本特性。

參考書目：

[1]傅獻彩等編.物理化學(xué)(上).ISBN: 9787040167696.北京：高等教育出版社，2006，第五版.

[2]傅獻彩等編.物理化學(xué)(下).ISBN:9787040177961.北京：高等教育出版社， 2006，第五版.

原文鏈接：

2023年佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)考研物理化學(xué)科目考試大綱