012-728-物理化学(修改)

湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码：[728] 考试科目名称：物理化学

一、考试形式与试卷结构

1)试卷成绩及考试时间：

本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 2)答题方式：闭卷、笔试 3)试卷内容结构

化学热力学 约48% 统计热力学 约7% 电化学 约20% 化学动力学 约20% 胶体与界面化学 约5% 4)题型结构

a: 填空题，5小题，每小题4分，共20分 b: 单选题，10小题，每小题2分，共20分

c: 解答题 (包括证明题)，6 ~ 7小题，每小题 20分或10分，共110分 二、考试内容与考试要求 （一）化学热力学部分

1、热力学第一定律及其应用 考试内容

热力学的一些基本概念，可逆过程，温度，焓，热容，Carnot循环，Joule-Thomson效应，等压热效应，等容热效应，反应进度，标准摩尔焓变，标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓，键焓，热力学第零定律，热力学第一定律及其对理想气体、相变过程和化学反应过程的应用，Hess定律，Kirchhoff定律，能量均分原理。

考试要求

理解并掌握热力学的一些基本概念：系统、环境、热、功、热力学能、焓、热容、状态函数及其特性、强度性质、广度性质、过程、途径、准静态过程、可逆过程与不可逆过程、过程方程式、热机效率、冷冻系数、节流过程、反应进度、标准摩尔焓变、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、键焓等。

熟练掌握一些基本定律和原理：热力学第零定律、热力学第一定律、Hess定律、Kirchhoff定律、能量均分原理。

熟练应用热力学第一定律：计算理想气体在自由膨胀、等温、等压、绝热、等容、节流膨胀、卡诺循环等过程中的ΔU，ΔH，Q和W等；可逆相变及不可逆相变过程的ΔU，ΔH，Q和W；等温或非等温化学反应过程的反应焓变、终态温度等。

2、热力学第二定律及其应用 考试内容

自发变化，热温商，熵，规定熵，Helmholtz自由能，Gibbs自由能，热力学概率，温–熵图，特性函数，特征变量，熵流、熵产生等基本概念。热力学第二定律，热力学第三定律，熵增原理，卡诺定理，Boltzmann熵定理等基本定律和原理。热力学基本方程，Maxwell关系式，Gibbs-Helmholtz方程等基本方程式。熵判据，Gibbs自由能判据，Helmholtz自由能判据及特性函数判据等判断自发变化方向和限度的判据。理想气体的各种过程、相变过程、化学反应过程的ΔS，ΔG和ΔA等的计算。

考试要求

掌握并理解自发变化、熵、规定熵、Helmholtz自由能、Gibbs自由能、热力学概率、特性函数、特征变量、熵流、熵产生等基本概念及其物理意义。熟练掌握热力学第二定律的各种表述及其意义，了解热力学第三定律的内容。能熟练地计算理想气体的各种过程、相变过程、化学反应过程的ΔS，ΔG和ΔA等状态函数变化，并熟练应用相应热力学判据判断过程的可逆性及自发变化的方向。能熟练应用热力学基本方程、Maxwell关系式、重要状态函数的定义式等，利用热力学方法进行一些状态函数间关系的推导证明。

3、多组分系统热力学及其在溶液中的应用 考试内容

多组分系统组成的表示法，偏摩尔量及其物理意义，化学势及其物理意义，各类系统中组分化学势的表达式及其标准状态，逸度、逸度因子、理想液态混合物、理想稀溶液、活度、活度因子、超额函数等的定义，理想液态混合物的通性，稀溶液的依数性，吉布斯集合公式和Gibbs-Duhem公式，Raoult定律和Henry定律，分配定律。

考试要求

了解并掌握用化学势讨论平衡问题的方法，如依数性公式的推导及应用；各组分化学势的表示及其各种标准态；等温、等压下由纯组分混合制备混合物或溶液时系统ΔG的计算。理解偏摩尔量概念及其物理意义；吉布斯集合公式和Gibbs-Duhem公式的物理意义及其应用；理想液态混合物和理想稀溶液的的定义及物理意义；掌握Raoult定律和Henry定律及其各种应用；理想液态混合物的性质；稀溶液依数性的概念及其通过依数性测定溶质分子量的方法；逸度及逸度因子的的概念，活度的概念及其测定的方法，超额函数的概念，无热溶液、正规溶液的特点。掌握分配定律及其应用。

4、相平衡 考试内容

多相平衡的一般条件，相律及其应用，Clapeyron方程和Clapeyron-Clausius方程，外压与蒸汽压的关系，单组分系统的相图，超临界状态，杠杆规则，二组分系统的气-液相图和固-液相图及其应用，等边三角形坐标表示法及三组分系统的相图及应用，二级相变。

考试要求

了解相律的推导过程；能看懂部分互溶的三液体系统和二固体和一液体的水盐系统相图并了解其应用；初步了解二级相变。掌握相、组分数和自由度等概念及理解其意义，并能利用相律进行相关计算；掌握相律在相图中的应用；掌握单组分系统相图的特征；熟练掌握二组分体系的气-液相图和固-液相图的意义及相图的绘制和应用；掌握杠杆规则及其应用。掌握三组分系统等边三角形坐标表示法；熟练掌握Clapeyron方程和Clapeyron-Clausius方程及其应用。

5、化学平衡 考试内容

反应进度，化学反应的亲和势，化学反应的平衡条件、平衡常数、等温方程

式，平衡常数的表示式，复相化学平衡，标准摩尔生成Gibbs自由能、标准状态下反应的Gibbs自由能变化值，各种因素如温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响，同时化学平衡，反映的耦合，反应有利温度及标准状态下反应的Gibbs自由能变化值的近似计算或估算。

考试要求

了解如何用化学势讨论化学平衡，比如化学反应等温式的导出；反应进度的概念；三类反应生产条件的理论分析（常温常压气相反应，液相反应，高温高压气相反应）；对同时平衡、反应耦合和对复杂体系近似计算等的处理方法。掌握用化学反应等温式判断反应进行的方向；各种平衡常数的表示及其相互关系；温度对平衡常数的影响及其应用；压力、惰性气体等对平衡的影响；由标准摩尔生成Gibbs自由能计算平衡常数的方法；从平衡常数计算平衡转化率和平衡组成的方法。

6、统计热力学基础 考试内容

统计系统的分类，统计热力学的研究方法及基本假定，最概然分布，摘取最大项法及其原理，量子统计方法及其应用，配分函数的定义及其物理意义，配分函数与热力学函数的关系，各种运动形式的配分函数的计算方法及其在简单分子热力学函数计算方面的应用，单原子和双原子分子的统计熵的计算，自由能函数，热函函数，用配分函数计算标准状态下反应的Gibbs自由能变化值和平衡常数。

考试要求

了解热力学三大定律的统计解释，量子统计方法及其应用。掌握统计热力学的基本假定，宏观态、微观态和热力学几率等基本概念，Maxwell-Boltzmann分布律的物理意义，配分函数的概念和各种运动形式的配分函数计算以及配分函数与热力学函数的关系，单原子和双原子分子统计熵的计算方法，从配分函数计算理想气体反应的平衡常数的方法。

7、电解质溶液 考试内容

电化学中的基本概念，原电池，电解池，离子的电迁移率，离子迁移数及其测定，电导，电导率，摩尔电导率，电导测定的应用，电解质的平均活度和平均活度因子，离子强度，离子氛，Faraday电解定律，离子独立移动定律，Ostwald

稀释定律，强电解质溶液理论：Debye–Hükel离子互吸理论，Debye–Hükel-Onsager电导理论，Debye–Hükel极限公式。

考试要求

了解迁移数的意义及常用的测定迁移数的方法，了解强电解质溶液理论的基本内容及适用范围。掌握电化学的基本概念，Faraday电解定律，电导率和摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系；掌握迁移数与摩尔电导率、离子电迁移率之间的关系，并能熟练进行计算；熟悉离子独立移动定律及电导测定在如下几方面的应用：水纯度的检验，弱电解质的解离度和解离常数的计算，难溶盐溶解度的测定及计算，电导滴定；理解电解质的离子平均活度、平均活度因子的意义及其计算方法，会计算离子强度和使用Debye–Hükel极限公式。

8、可逆电池的电动势及其应用 考试内容

可逆电池形成的必要条件，可逆电极的类型，电池的书写方法。电动势的测定，可逆电池热力学，电动势产生的机理和氢标准电极的作用，电动势测定的应用。

考试要求

了解对消法测电动势的基本原理和标准电池的作用，电动势产生的机理和氢标准电极的作用，液体接界电势的概念及消除方法。掌握可逆电池的书写方法，熟练、正确地写出电极反应和电池反应，能熟练地应用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势，利用电化学测定数据计算热力学函数的变化值，可由电池反应设计电池。熟悉电动势测定的主要应用，会利用相应测定数据计算电解质溶液的平均活度因子、难溶盐的活度积以及弱酸或弱碱的解离常数、溶液的pH等。

9、电解与极化作用 考试内容

分解电压，极化作用，极化曲线，电解时电极上的竞争反应，金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化，化学电源。

考试要求

了解分解电压的意义，极化现象，极化作用及其分类，超电势及其影响因素，氢超电势理论，电化学腐蚀的原因及防腐的方法，化学电源的类型及其应用。了

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