一、考试内容及要求
以下按化学热力学、界面现象、电化学以及化学动力学四部分列出考试内容及要求。基本要求按深入程 度分为了解、理解(或明了)和掌握(或会用)三个层次。
(一)化学热力学基础
热力学第一定律及热力学第二定律
了解化学热力学研究的对象、方法和局限性;理解平衡状态、状态函数、可逆过程及热力学标准态等基本概念;理解热力学第一、第二、第三定律的叙述及数学表达式;明了热、功、内能、焓、熵、Helmholtz函数和Gibss函数,以及标准生成焓、标准燃烧焓、标准摩尔熵和标准摩尔吉布斯函数等概念的含义。
掌握在物质的p、T、V变化,相变化和化学变化过程中计算热、功和各种热力学状态函数变化值的原理及方法;在将热力学一般关系式应用于特定体系的时候,会应用状态方程(主要是理想气体状态方程)和物性数据(热容、相变热、蒸汽压等)进行计算。
掌握熵增原理和吉布斯函数减小原理等各种平衡判据;明了热力学公式的适用条件,理解热力学基本方程和Maxwell关系式,理解用热力学基本方程和Maxwell关系式推导重要热力学公式的演绎方法。
(二)多组分系统热力学及相平衡
理解偏摩尔量和化学势的概念;会从相平衡条件推导Clapeyron公式和Clausius-Clapeyron方程,并能应用这些方程于有关计算。
掌握Raoult定律和Henry定律以及它们的应用;理解理想体系(理想液体混合物和理想稀溶液)中各组分化学势的表达式;掌握稀溶液的几个相平衡规律及简单计算(如分配定律、蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低及渗透压等等);理解活度的概念,了解活度的标准态和对组分活度系数的简单计算方法。
理解相律的推导和意义;掌握单组分体系和二组分体系典型相图的特点和应用,能用杠杆规则进行计算,能用相律分析相图。
(三)化学平衡(第五章)
明了热力学标准平衡常数的定义;了解Van't Hoff等温方程的推导,掌握用等温方程判断化学反应的方向和限度的方法;会用热力学数据计算标准平衡常数;理解Van't Hoff等压方程的推导,理解温度对平衡常数的影响,会用等压方程计算不同温度下的标准平衡常数;理解化学平衡移动的热力学原理,并了解各种因素对化学反应平衡组成的影响(如系统的温度、浓度、压力和惰性气体等)。
(四)界面现象
理解比表面Gibss能和表面张力的概念;了解表面变化的热力学原理;理解弯曲界面的附加压力概念,掌握Laplace公式及其应用;理解分散度对系统物理化学性质的影响(如蒸气压、凝固点、溶解度、分解压等),掌握Kelvin公式及其应用。
了解铺展和铺展系数、润湿、接触角和Young方程;了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用,理解Gibss吸附等温式;了解物理吸附与化学吸附的含义和区别,理解Langmuir单分子层吸附模型和吸附等温式。
(五)电化学
了解电解质溶液的导电机理、离子迁移数及表征电解质溶液的导电能力的物理量(电导率、摩尔电导率等);理解电解质溶液活度、离子平均活度及离子平均活度系数的概念;了解离子强度的概念和Debye-Hüeckel极限公式的应用。
理解可逆电池电动势与热力学函数的关系;掌握Nernst方程及其计算;掌握各种类型电极的特征和电动势测定的主要应用。
理解产生电极极化的原因和超电势的概念;了解极化曲线及意义。
(六)化学动力学
明了化学反应速率、速率常数、基元反应、反应分子数及反应级数等概念,了解通过实验建立速率方程的方法;掌握一级和二级反应速率方程及特征,并会进行相关计算;理解对峙反应、平行反应和连串反应的动力学特征。
掌握由反应机理建立速率方程的近似方法(稳定态近似法、平衡态近似法);了解链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关系。
掌握Arrhennius方程及应用,明了活化能和指前因子的物理意义;了解简单碰撞理论的基本思想和结果,理解经典过渡状态理论的基本思想、基本公式及有关概念。
理解催化作用;了解多相反应的步骤。
三、主要参考书目
以下两本参考书中的任意一本均可。
《物理化学》 天津大学物理化学教研室编 高等教育出版社
《物理化学》 程兰征等编著 上海科技出版社
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