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物理化学考试知识点

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   《物理化学》考试知识点
  一、考试的总体要求
  1. 对本门课程中重要的基本概念与基本原理掌握其含义及适用范围。
  2. 掌握物理化学公式应用及公式应用条件。计算题要求思路正确,步骤简明。
  二、考试内容及比例
  1. 气体p,T,V性质、热力学第一定律、热力学第二定律
  要求:
  复习与熟练掌握理想气体的状态方程、微观模型、低压混合气体的定律。
  掌握实际气体的状态方程、临界性质及气体液化、对应状态原理、压缩因子及压缩因子图。
  熟练掌握热力学基本概念:系统与环境、平衡状态、状态函数、可逆过程、功与热、内能与焓、恒压摩尔热容与恒容摩尔热容、可逆相变与不可逆相变。
  熟练掌握热力学第一定律的叙述及数学表达式,并能利用热力学第一定律熟练计算理想气体单纯状态变化过程与相变过程中热、功、△U与△H,熟练计算化学变化过程中的标准摩尔反应焓变。
  掌握固液体恒压过程的热及焓变计算,基希霍夫定律等。
  一般了解实际气体节流膨胀过程及实际气体的热力学。了解焦耳一汤姆逊效应的意义。
  熟练掌握热力学第二定律的有关基本概念:自发过程的共同特征-不可逆性、热力学第二定律的经典叙述、卡诺循环与卡诺定理
  熟练掌握热力学第二定律的数学表达式-克劳修斯不等式、熵的概念、熵判据。
  掌握熵增加原理。掌握等温过程、非等温过程熵变的计算。
  理解熵的物理意义、热力学第二定律、规定熵与标准熵、并掌握化学变化过程中的熵变过程。
  掌握亥姆霍兹函数与吉布斯函数的定义式、亥氏函数判据与吉氏函数判据及其改变量△A与△G的计算。
  掌握化学反应等温式以及用它来判别化学反应的方向。
  掌握热力学基本方程、吉布斯一亥姆霍兹方程式及麦克斯韦关系式、重要热力学关系式的演绎方法。
  熟练运用克拉贝龙、克劳修斯一克拉贝龙公式。
  了解热力学第三定律的内容,明确熵值规定的意义。
  重点:理想气体状态方程、范德华方程、压缩因子定义。热力学第一、第二定律及其数学表达式;pVT变化、相变化与化学反应过程中W、Q、 U、 H、 S、 A与 G的计算;熵增原理及三种平衡判据。熟练掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式;克拉贝龙方程及克-克方程的应用。
  2. 多组分热力学及相平衡
  要求:
  掌握多组分体系的若干概念:液体混合物与液态溶液、偏摩尔量、化学势、化学势判据。理解偏摩尔量和化学势的意义,了解它们之间的区别。理解化学势在相平衡中的应用。
  了解各种形态物质的化学势表达式(理想气体、实际气体、纯液固体、液体混合物中各组分)、逸度与活度的概念、活度系数与逸度系数的概念。
  熟练掌握拉乌尔定律与亨利定律、稀溶液的依数性、及其应用和计算。
  理解理想液态混合物与实际液态混合物的蒸汽压规律。
  熟练掌握有关平衡的若干概念与相律。
  熟练掌握单组分物系水的相图。
  熟练掌握二组分理想液体混合物的气-液平衡相图:相图的结构与特点、杠杆规则、用相律分析相图。
  一般理解二组分实际液态混合物的气-液平衡相图(各种偏差体系的相图),理解精馏原理。
  一般掌握二组分液态部分互溶物系及完全不互溶物系的气-液平衡相图:部分互溶物系的液-液平衡相图、溶解度曲线、液态部分互溶物系的气-液平衡相图、完全不互溶物系的气-液平衡相图及水蒸汽蒸馏。
  熟练掌握二组分物系液-固相平衡:固态不互溶凝聚物系相图、生成化合物的凝聚物系相图、固态部分互溶凝聚物系的相图。(各种典型相图的结构与特点、热分析绘制相图、用相律分析相图)。
  重点:偏摩尔量、化学势的概念;理想气体、理想稀溶液的化学势表达式;逸度、活度的定义以及活度的计算。拉乌尔定律和亨利定律;稀溶液依数性的概念及简单应用。相律的应用;单组分相图;二组分气-液及凝聚系统相图。
  3. 化学平衡
  要求:
  熟练掌握关于化学平衡的若干概念:化学反应的摩尔反应吉布斯函数、化学反应的标准摩尔反应吉布斯函数变、化学反应的平衡条件。理解 的意义,理解如何由 估计反应的可能性。
  熟练掌握反应体系标准平衡常数的表达式、标准平衡常数的热力学理论计算方法(标准摩尔生成吉布斯函数法、标准熵法、间接计算法)、标准平衡常数的实验计算方法。
  掌握平衡常数与温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响。
  熟练掌握化学反应的等温方程,利用等温方程能熟练地判断化学反应方向与限度。
  一般了解同时反应平衡组成的计算,实际体系(溶液中反应体系、实际气体反应体系)的化学平衡。
  重点:等温方程;标准摩尔反应Gibbs函数、标准平衡常数与平衡组成的计算;温度、压力和惰性气体对平衡的影响。
  4. 电化学
  要求:
  理解电解质溶液的导电机理及法拉第定律、离子的迁移数、迁移数的测定。
  熟练掌握有关电解质溶液的导电能力的各个概念与相关计算:电导、电导率、摩尔电导率、离子极限摩尔电导率及离子独立运动定律。掌握用离子电导计算离子迁移数及电导测定的应用。
  熟练掌握关于电解质离子的平均活度与平均活度系数的各种关系式,掌握德拜-许克尔极限公式。
  熟练掌握关于可逆电池的相关知识:原电池的构成及书写方法、可逆电池的概念、电极反应与电池反应、电极电势电动势的概念、可逆电池电动势的测定。
  熟练掌握电极电势与电池的电动势的计算、可逆电池热力学的计算。
  掌握电极的种类、常用的参比电极。
  一般了解液接电位及其消除、简单原电池的设计。
  一般了解电极极化与超电势、分解电压、电解时的电极反应等内容。
  重点:电解质溶液中电导率、摩尔电导率、活度与活度系数的计算;电导测定的应用。原电池电动势与热力学函数的关系,Nernst方程;电动势测定的应用;电极的极化与超电势的概念。
  5. 统计热力学
  要求:
  理解统计热力学的研究目的与方法、统计物系的分类。
  了解粒子的各种运动形态及其能级公式、统计权重等。
  了解统计热力学基本概念:能级分布与微观状态数、最可几分布与平衡分布、玻尔兹曼分布及配分函数。
  理解物系的内能、熵与配分函数的关系。
  重点:Boltzmann分布;粒子配分函数的定义式;双原子平、转、振配分函数的计算;独立子系统能量、熵与配分函数的关系,Boltzmann熵定理。
  6. 化学动力学
  要求:
  熟练掌握化学反应速率的表示、(经验)速率方程、反应级数、速率常数。
  熟练掌握具有简单级数反应的(微分)速率方程、速率方程的积分形式、各动力学方程的若干特点(零、1、2、n级)。
  熟练掌握反应级数的确定方法。
  掌握有关反应机理的若干概念:基元反应、反应机理、反应分子数、质量作用定律、(经验)速率方程、反应级数、反应速率常数;掌握由反应机理推导速率方程的近似方法。
  熟练掌握温度对反应速率的影响规律,能熟练使用阿累尼乌斯方程,温度对反应速率影响及活化能。
  一般了解反应速率理论:简单碰撞理论的基本思想与要点、多相反应的步骤、光化反应的特征及量子效率、催化作用基本特征与一般机理。
  重点:反应速率、基元反应、反应分子数、反应级数的概念。零、一、二级反应的动力学特征及速率方程积分式的应用;对行、平行反应(一级)速率方程积分式的应用;复杂反应的近似处理法(稳态近似法、平衡态近似法),催化作用的基本特征;光化反应的特征及光化学第一、第二定律。
  7. 界面现象与胶体化学
  要求:
  理解表面现象的若干基本概念:表面张力、表面功、表面吉布斯函数。
  掌握以下几种表面现象及相关公式:润湿现象与杨氏方程,弯曲液面的附加压力Laplace公式,毛细现象与液态表面张力的测定,微细物质的物理性质(过饱和蒸汽与Kelvin公式、过饱和溶液与微小晶体的溶解度、过冷液体与微小晶体的熔点、过热液体),固体表面的吸附作用与兰格谬尔吸附等温式、溶液表面的吸附与吉布斯吸附公式。
  理解表面活性剂的特性。
  掌握胶体的基本特征与胶体的基本特征:光学性质、动力性质、电学性质(电泳现象、胶体带电的原因、扩散双电层理论与电位ξ电位)
  掌握憎液溶胶的胶团结构。
  了解憎液溶胶的稳定原因与溶胶的聚沉。
  了解乳状液及乳化作用。
  重点:弯曲液面的附加压力与Laplace方程;Kelvin方程与四种亚稳态;润湿与铺展现象及杨氏方程;化学吸附与物理吸附;Langmuir吸附等温式,了解胶体的光学性质、动力性质及电学性质;掌握胶团结构的表示,电解质对溶胶的聚沉作用;了解乳状液的稳定与破坏。
  8. 实验部分
  1) 恒温槽的调节及粘度测定;2)液体饱和蒸气压的测定;3)反应焓的测定; 4)凝固点降低法测摩尔质量;5)二元完全互溶液体蒸馏曲线;6)二元凝聚系统相图;7) 原电池热力学;8)过氧化氢催化分解;9)乙酸乙酯皂化反应;10)表面张力的测定,以上实验的原理及物理量的测量方法。
  参考书目:
  1.物理化学(第四版)上、下册,天津大学物理化学教研室编,高等教育出版社,2001年
  2.基础化学实验下册,贾素云编。
 
 

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