考試科目：物理化學B

代碼：979

一、概述

物理化學課程主要包括熱力學原理和應用、化學動力學基礎、電化學、相平衡基礎、表面膠化和統(tǒng)計力學基礎部分。其中前三部分為主要內容。

考生應比較牢固地掌握物理化學基本概念及計算方法，同時還應掌握物理化學一般方法，并結合具體條件應用理論解決實際問題的能力。

二、課程考試的基本要求

下面按化學熱力學、統(tǒng)計熱力學初步、化學動力學、電化學、界面現(xiàn)象和膠體化學六個部分列出基本要求?；疽蟀瓷钊氤潭确?ldquo;了解”、“理解”(或“明了”)和“掌握”(或“會用”)三個層次。

(1)化學熱力學(綜合題和簡述題 60分)

1.熱力學基礎

理解下列熱力學基本概念：平衡狀態(tài)，狀態(tài)函數(shù)，可逆過程，熱力學標準態(tài)。

理解熱力學第一、第二、第三定律的敘述及數(shù)學表達式

明了熱力學能、焓、熵、Helmholtz函數(shù)和Gibbs數(shù)數(shù)等熱力學函數(shù)以及標準燃燒焓、標準生成焓、標準摩爾熵、標準生成Gibbs函數(shù)等概念。

掌握在物質的P、V、T變化、相變化和化學變化過程中計算熱、功和各種狀態(tài)函數(shù)變化值的原理和方法。在將熱力學一般關系式應用于特定系統(tǒng)的時候，會應用狀態(tài)方程(主要是理想氣體狀態(tài)方程，其次是Van der Waals方程)和物性數(shù)據(熱容、相變熱、蒸汽壓等)。

掌握熵增原理和各種平衡判據。明了熱力學公式的適用條件。

理解熱力學基本方程和Maxwell關系式。

了解用熱力學基本方程和Maxwell關系式推導重要熱力學公式的演繹方法。

2.相平衡

理解偏摩爾量和化學勢的概念。

會從相平衡條件推導 Clapeyron和Clapeyron Clausius方程，并能應用這些方程于有關的計算。

掌握Raoult定律和Henry定律以及它們的應用。理解理想系統(tǒng)(理想溶液及理想稀溶液)中各組分化學勢的表達式。

理解逸度和活度的概念。了解逸度和活度的標準態(tài)。

理解相律的意義。

掌握單組分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點和應用。

能用杠桿規(guī)則進行計算。能用相律分析相圖。

3.化學平衡

明了標準平衡常數(shù)的定義。了解等溫方程的推導。掌握用等溫方程判斷化學反應的方向和限度的方法。

會用熱力學數(shù)據計算標準平衡常數(shù)。了解等壓方程的推導。理解溫度對標準平衡常數(shù)的影響。會用等壓方程計算不同溫度下的標準平衡常數(shù)。

了解壓力和惰性氣體對化學反應平衡組成的影響。了解同時平衡原理。

(2)統(tǒng)計熱力學初步 (簡述題 10分)

了解獨立子系統(tǒng)的微觀狀態(tài)，能量分布和宏觀狀態(tài)間的關系。

明了統(tǒng)計熱力學的基本假設。

理解Boltzmann能量分布及其適用條件。

理解配分函數(shù)的定義、物理意義和析因子性質。掌握雙原子分子移動、轉動和振動配分函數(shù)的計算。

理解獨立子系統(tǒng)的能量、熵與配分函數(shù)的關系。

(3)化學動力學 (綜合題和簡述題 30分)

明了化學反應速率、反應速率常數(shù)及反應級數(shù)的概念。掌握通過實驗建立速率方程的方法。

掌握一級和二級反應的速率方程及其應用。

理解對行反應、連串反應和平行反應的動力學特征。

理解基元反應及反應分子數(shù)的概念。掌握由反應機理建立速率方程的近似方法(穩(wěn)定態(tài)近似法、平衡態(tài)近似法)。了解鏈反應機理的特點及支鏈反應與爆炸的關系。

了解多相反應的步驟，了解催化作用、光化學反應、溶液中反應的特征。

掌握 Arrhennius方程及其應用。明了活化能及指前因子的定義和物理意義。

了解簡單碰撞理論的基本思想和結果。理解經典過渡狀態(tài)理論的基本思想、基本公式及有關概念。

(4)電化學 (綜合題和簡述題 30分)

了解電解質溶液的導電機理。理解離子遷移數(shù)。

理解表征電解質溶液導電能力的物理量(電導率、摩爾電導率)。

理解電解質活度和離子平均活度系數(shù)的概念。

了解離子氛的概念，掌握Debye Hueckel極限公式。

理解原電池電動勢與熱力學函數(shù)的關系。掌握 Nernst方程及其計算。

掌握各種類型電極的特征和電動勢測定的主要應用。

理解產生電極極化的原因和超電勢的概念。

(5)界面現(xiàn)象 (簡述題 10分)

理解表面張力和表面Gibbs函數(shù)的概念。

理解彎曲界面的附加壓力概念和Laplace公式。

理解Kelvin公式及其應用。

了解鋪展和鋪展系數(shù)。了解潤濕、接觸角和Young方程。

了解溶液界面的吸附及表面活性物質的作用。理解Gibbs吸附等溫式。

了解物理吸附與化學吸附的含義和區(qū)別。掌握Langmuir單分子層吸附模型和吸附等溫式。

(6)膠體化學(簡述題 10分)

了解膠體的制備方法。

了解膠體的若干重要性質(Tyndall效應、Brown運動、沉降平衡、電泳和電滲)。

明了膠團的結構和擴散雙電層概念。

了解憎液溶膠的DLVO理論。理解電解質對溶膠和高分子溶液穩(wěn)定性的作用。

了解乳狀液的類型及穩(wěn)定和破壞的方法。

參考書

《物理化學(第5版)》, 天津大學物理化學教研室編, 高等教育出版社，出版時間：2009。ISBN:978-7-04-026279-7

題型及分布

簡答題 約40%

綜合計算題 約60%