2015年大連交通大學物理化學考研初試大綱

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2015年碩士研究生物理化學入學考試初試考試大綱

科目名稱：物理化學

適用專業：環境科學

參考書目：《物理化學》（第五版）（上、下冊），傅獻彩、沈文霞、姚天揚等編，高等教育出版社，2005

《基礎化學實驗》，大連交通大學主編，中國鐵道出版社，2006

考試時間：3小時

考試方式：筆試

總分：150分

考試范圍：

一、概述

物理化學課程主要包括化學熱力學、電化學、化學動力學、界面現象、膠體化學和統計熱力學基礎部分。其中前四部分為主要內容。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，及結合具體條件應用理論解決實際問題的能力。在物理化學實驗相關內容中，要求掌握常用的物理化學實驗方法和測試技術。在有關的物理量計算和表述中，注意采用國家標準單位制（SI制）及遵循有效數運算規則。

二、課程考試的基本要求

1、理論部分（110分）

下面按化學熱力學、統計熱力學初步、電化學、化學動力學、界面現象和膠體化學六個部分列出基本要求。基本要求按深入程度分“了解”、“理解”和“掌握”三個層次。

(1)化學熱力學

①．熱力學基礎

理解下列熱力學基本概念：平衡狀態，狀態函數，可逆過程，熱力學標準態。理解熱力學第一、第二的敘述及數學表達式，掌握熱力學能、焓、熵、Helmholtz函數和Gibbs函數等熱力學函數及標準燃燒焓、標準生成焓、標準摩爾熵、標準生成Gibbs函數等概念。掌握在物質P、V、T變化、相變化和化學變化過程中計算熱、功和各種狀態函數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的時候，會應用狀態方程(主要是理想氣體狀態方程，其次是VanderWaals方程)和物性數據(熱容、相變熱、蒸汽壓等)。掌握熵增原理和各種平衡判據。理解熱力學公式的適用條件。理解熱力學基本方程和Maxwell關系式。掌握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．溶液與相平衡

理解偏摩爾量和化學勢的概念。掌握Raoult定律和Henry定律以及它們的應用。理解理想系統(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。
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。理解相律的意義。掌握單組分系統和二組分系統典型相圖的特點和應用。能用杠桿規則進行計算。能用相律分析相圖。

③．化學平衡

理解標準平衡常數的定義。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。會用熱力學數據計算標準平衡常數。了解等壓方程的推導。理解溫度對標準平衡常數的影響。會用等壓方程計算不同溫度下的標準平衡常數。了解溫度、壓力和惰性氣體對化學反應平衡組成的影響。

(2)統計熱力學初步

了解獨立子系統的微觀狀態，能量分布和宏觀狀態間的關系。理解統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的計算。理解獨立子系統的能量、熵與配分函數的關系。

(3)電化學

了解電解質溶液的導電機理。理解離子遷移數。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。

(4)化學動力學

理解化學反應速率、反應速率常數及反應級數的概念。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的概念。掌握由反應機理建立速率方程的近似方法(穩定態近似法、平衡態近似法)。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。理解經典過渡狀態理論的基本思想、基本公式及有關概念。

(5)界面現象

理解表面張力和表面Gibbs函數的概念。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。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別。掌握Langmuir單分子層吸附模型和吸附等溫式。

(6)膠體化學

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)。理解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定性的作用。了解乳狀液的類型及穩定和破壞的方法。

2、實驗部分（40分）

物理化學實驗的特點是利用物理方法研究化學系統變化規律。實驗中常用多種物理測量儀器，因此應注意基本測量技術的基本原理和方法。物理化學實驗包含下列內容：

(1)熱力學部分：量熱、相平衡和化學平衡實驗

(2)電化學部分：用電位差計測量電池的電動勢及其應用。

(3)化學動力學部分：測定反應速率常數、反應級數及活化能。

(4)界面現象與膠體部分：表面張力的測

3、參考題型

一、選擇題

1.下列不同濃度的NaCl溶液中(濃度單位mol·dm-3),哪個溶液的電導率最大？()

(A)0.001   (B)0.01  (C)0.1  (D)1.0

2.多數情況下,降低液體接界電位采用KCl鹽橋,這是因為：()

(A)K+,Cl-的電荷數相同，電性相反   (B)K+,Cl-的核電荷數相近

(C)K+,Cl-的遷移數相近             (D)K+,Cl-的核外電子構型相同

二、填空題

1.用NH4VO3和濃HCl作用，可制得穩定的V2O5溶膠，其膠團結構是：。

2.當一個不可逆過程發生之后，增加了，而的可用性減少了。

三、計算題

1.1mol理想氣體由100kPa、10dm3恒壓壓縮到1dm3，再恒容升壓到1000kPa。試計算整個過程的W、Q、U、H。

2.電池：Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Hg2Cl2(s)│Hg(l)在298K時的電動勢E=0.0455V，(E/T)p=3.38×10-4V·K-1，寫出該電池的反應，并求出rHm，rSm及可逆放電時的熱效應Qr。

四、問答題

1、請設計實驗繪制苯-乙醇二元氣-液平衡相圖。

2、為什麼不能用伏特計測量電池電動勢？用什麼方法消除液接電勢？