李松林教授天津大學

① 考研專業課

你說的那本書有，還有另外幾本書 北化工研究生院給出的書目是
《物理化學例題與習題》北京化工大學編 化工出版社
《物理化學簡明教程》張麗丹等 高等教育出版社
《物理化學》(第四版) 王正烈等修訂 高等教育出版社

給你一份他們公布的考試大綱

北京化工大學碩士研究生入學考試
《 物理化學》（含實驗）考試大綱
一、課程名稱、對象
名稱：物理化學（包括物理化學實驗）
對象：化學、化工、材料等專業碩士研究生入學考試用

二、考試大綱內容

第一章 物質的p、V、T性質
1、理想氣體
理想氣體的宏觀定義及微觀模型，分壓定律、分體積定律。
2、真實氣體
真實氣體的液化、與理想氣體的偏差及狀態方程。
3、對應狀態原理及壓縮因子圖
臨界現象、臨界參數、對比參數、對應狀態原理；壓縮因子圖及使用。

第二章 熱力學第一定律
1、基本概念
系統、環境、過程、途徑、性質、狀態、狀態函數、平衡態。
2、熱力學第一定律
功、熱、熱力學能，熱力學第一定律。
3、熱容
平均熱容、定壓摩爾熱容（Cp,m）、定容摩爾熱容（Cv,m）；Cp,m與Cv,m的關系。
4、熱力學第一定律對理想氣體的應用
焦耳實驗，理想氣體的熱力學能、焓、熱容差；理想氣體的等溫、等壓、等容與絕熱過程。
5、熱力學第一定律對實際氣體的應用
焦耳--湯姆生效應、節流系數；實際氣體的熱力學能與焓。
6、相變焓。
7、熱化學
等壓、等容熱效應，Hess定律。
8、摩爾反應焓
反應進度、標准態、標准摩爾反應焓、標准摩爾生成焓及標准摩爾燃燒焓；標准摩爾反應焓與溫度的關系。

第三章 熱力學第二定律
1、熱力學第二定律
自發過程的共同特徵、熱力學第二定律的文字表述；卡諾循環及卡諾定理，熱力學第二定律的數學表達式；熵增原理及熵判據。
2、熵變計算
簡單p.V.T變化過程、可逆相變與不可逆相變過程的熵變。
3、熱力學第三定律
熱力學第三定律，規定熵、標准熵，化學反應熵變的計算。
4、亥姆霍茲函數與吉布斯函數
定義、等溫等容過程與等溫等壓過程變化方向的判據，亥姆霍茲函數與吉布斯函數變化的計算。
5、熱力學基本方程和麥克斯韋關系式
熱力學基本方程、麥克斯韋關系式；熱力學證明的一般方法。
6、熱力學第二定律應用舉例
克拉佩龍方程和克勞修斯-克拉佩龍方程。

第四章 多組分系統熱力學
1、拉烏爾定律與享利定律。
2、偏摩爾量與化學勢。
偏摩爾量、吉布斯--杜亥姆方程，化學勢，理想氣體的化學勢、實際氣體的化學勢。
3、理想液態混合物
理想液態混合物中任意組分的化學勢，理想液態混合物的混合性質。
4、理想稀溶液
溶劑、溶質的化學勢，分配定律，稀溶液的依數性。
5、逸度及逸度系數。
6、活度及活度系數。

第五章 化學平衡
1、化學反應的方向和限度
化學反應平衡的條件、標准平衡常數的導出及化學反應等溫方程式。
2、理想氣體反應的平衡常數
標准平衡常數的性質、Ky、Kp、Kcy、Ky、Kn的關系；平衡常數及平衡組成的計算。
3、有純態凝聚相參加的理想氣體反應
標准平衡常數的表示式，分解壓力與分解溫度。
4、標准摩爾反應吉布斯函數、標准摩爾生成吉布斯函數及其計算。
5、溫度對標准平衡常數的影響。
吉布斯一亥姆霍茲方程、范特霍夫方程，平衡常數與溫度的關系。
6、其它因素(濃度、壓力、惰性組分)對化學平衡的影響。
7、同時平衡，反應耦合。
8、真實氣體的化學平衡。

第六章 相平衡
1相律
相、相平衡、組分數、自由度數的概念，相律的推導。
2、單組分系統相平衡
水的相圖繪制及分析。
3、兩組分液態完全互溶系統的氣-液平衡
理想液態混合物的p-X、T-X圖，杠桿規則。真實液態混合物的p-X、T-X圖，恆沸混合物及精餾原理。
4、兩組分液態部分互溶系統氣-液平衡
部分互溶系統的溫度-溶解度圖、部分互溶系統的氣-液平衡相圖(T-X圖)。
5、兩組分液態完全不互溶系統的氣-液平衡
氣-液平衡T-X、p-T圖，水蒸汽蒸餾。
6、兩組分系統的液一固平衡
兩組分固態不溶凝聚系統相圖（生成低共熔混合物及水鹽系統相圖)；生成化合物(穩定、不穩定)的凝聚系統相圖。
7兩組分固態互溶(完全互溶、部分互溶)系統
相圖的繪制（熱分析法及溶解度法）；步冷曲線及相圖分析。

第七章 統計熱力學初步
1、基本概念
統計系統分類、粒子的運動形式及能級公式。能級分布與狀態分布。
2、微態數
分布的微態數、系統的總微態數及計算。
3、最可幾分布與平衡分布
等概率假設、最概然分布；波爾茲曼分布(拉格朗日待定乘數法)；最概然分布與平衡分布的關系。
4、粒子的配分函數
配分函數的定義及析因子性質，能量零點對配函數的影響。粒子的平動、雙原子分子轉動及振動配分函數的計算。
5、粒子配分函數與系統熱力學性質的關系
理想氣體的熱力學性質及統計熱力學模型；理想氣體的狀態方程式、熱力學能、焓、熱容等熱力學性質的統計關系式。理想氣體的統計熵及化學平衡常數的統計表達式。

第八章 電化學
1、電解質溶液導電機理及導電能力
電解質溶液的導電機理、法拉弟定律，離子的遷移現象，遷移數及實驗測定，電遷移率、電導、電導率、摩爾電導率及影響電導的因素；離子獨立運動定律，電導測定及應用。
2、電解質的平均活度和平均活度系數，德拜-休格爾極限公式。
3、原電池的電動勢的產生及電動勢的能斯特方程。
4、可逆電池。
5、原電池熱力學。
6、電極電勢
標准氫電極、參比電極；電極電勢及其計算；電極電勢與電池電動勢的關系.
7、濃差電池：電極濃差電池與電解質濃差電池；液體接界電勢的產生及計算。
8、電極的種類及電池設計：原電池設計的一般方法。
9、極化作用：分解電壓、電極極化與超電勢、極化曲線、析出電勢；電解時的電極反應。

第九章 化學動力學基礎
1、化學反應的速率
反應速率的表示方法及實驗測定。
2、化學反應的速率方程（微分式）
基元反應的概念及速率方程、反應分子數，反應級數、速率常數及速率方程的一般形式。
3、速率方程的積分式
零級、一級、二級及n級反應的特點。
4、速率方程的確定
微分方法、積分法、半衰期法等。
5、溫度對反應速率的影響
阿累尼烏斯方程及活化能。
6、簡單復雜反應
對行反應、平行反應、連串反應速率方程的建立、反應速率的近似處理（選取速控步法、平衡態法及穩態法）。
7、鏈反應：鏈反應機理及動力學方程；鏈反應與爆炸。
8、反應速度理論
碰撞理論及過渡狀態理論。
9、溶液中的反應。
10、光化學。
光化反應的基本定律、量子效率；光化學反應的機理與速率方程。
11、催化反應
催化作用的通性、催化劑的活性和選擇性；催化反應的一般機理。均相催化反應；氣-固相催化反應―固體表面上的吸附，氣-固相催化反應的步驟及催化反應動力學。

第十章 表面現象
1、表面吉布斯函數與表面張力。
2、潤濕現象、接觸角、潤濕與輔展、楊氏方程。
3、彎曲液面的附加壓力、飽和蒸汽壓、拉普拉斯方程、開爾文方程及毛細現象。
4、亞穩狀態和新相的生成、過飽和蒸氣、過熱液體、過冷液體、過飽和溶液。
5、固體表面上的吸附作用：物理吸附與化學吸附、蘭格謬爾單分子層吸附理論及蘭格謬爾吸附等溫式、BET吸附公式及固體比表面積的測定。
6、液體表面吸附作用：吉布斯吸附公式、表面活性物質。

第十一章 膠體化學
1、 膠體及分散物系概述
分散物系的基本性質與分類。
2、 膠體的光學性質
丁達爾效應、瑞利公式。
3、 膠體的動力性質
布朗運動、擴散、沉降與沉降平衡。
4、 膠體的電學性質
電泳、電滲現象；膠團結構、沉降電勢、流動電勢。
5、 溶膠的穩定和聚沉
膠粒的穩定性，溶膠的聚沉及聚沉值。

三、實驗部分
1、內容：
實驗一：恆溫槽原理及無水乙醇黏度的測定
實驗二：萘的燃燒熱的測定
實驗三：液體飽和蒸汽壓的測定
實驗四：氨基甲酸胺分解反應平衡常數的測定
實驗五：二組分系統氣液平衡相圖
實驗六：乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定
實驗七：蔗糖轉化反應速率常數的測定
實驗八：原電池電動勢的測定
2、要求：
掌握實驗原理、實驗裝置原理、實驗數據處理方法、實驗測定及實驗結果的誤差分析。

四、參考資料
[1]《物理化學》上、下冊.天津大學物理化學教研室編 李松林等，北京：高等教育出版社.2009年第五版
[2]《物理化學簡明教程》北京化工大學編 張麗丹等，北京：高等教育出版社.2011年第一版
[3]《物理化學例題與習題》北京化工大學編，北京：化學工業出版社.2001年第一版，2006年第二版
[4]《大學化學實驗》北京化工大學編 柯以侃等，北京：化學工業出版社.2010年第二版
[5]《物理化學》上、下冊，《大學化學實驗》課程講授視頻網址：http://www.icourses.cn/mooc/
網路視頻學習登錄方法：
1、 免費注冊
2、 輸入課程名稱：《物理化學》，學校：北京化工大學
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執筆人：張麗丹 賈建光
2016年9月16日

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第一章 氣體的性質
1.1 物質的體膨脹系數 與等溫壓縮率的定義如下
試推出理想氣體的， 與壓力、溫度的關系。
解：根據理想氣體方程
1.5 兩個容積均為V的玻璃球泡之間用細管連結，泡內密封著標准狀態下的空氣。若將其
中的一個球加熱到 100 °C，另一個球則維持 0 °C，忽略連接細管中氣體體積，試求該容器
內空氣的壓力。
解：由題給條件知，（1）系統物質總量恆定；（2）兩球中壓力維持相同。
標准狀態：
因此，
1.9 如圖所示，一帶隔板的容器內，兩側分別有同溫同壓的氫氣與氮氣，二者均可視為理想
氣體。
（1） 保持容器內溫度恆定時抽去隔板，且隔板本 身的體積可忽略不計，試
求兩種氣體混合後的壓力。
（2） 隔板抽取前後，H2及N2的 摩爾體積是否相同？
（3） 隔板抽取後，混合氣體中H2及N2的 分壓立之比以及它們的分體積各為若干？
解： （1）等溫混合後
即在上述條件下混合，系統的壓力認為。
（2）混合氣體中某組分的摩爾體積怎樣定義？
（3）根據分體積的定義
對於分壓
1.11 室溫下一高壓釜內有常壓的空氣，為進行實驗時確保安全，採用同樣溫度的純氮進行
置換，步驟如下：向釜內通氮氣直到4倍於空氣的壓力，爾後將釜內混合氣體排 出直至恢
復常壓。重復三次。求釜內最後排氣至恢復常壓時其中氣體含氧的摩爾分數。
解：分析：每次通氮氣後至排氣恢復至常壓p，混合氣體的摩爾分數不變。
設第一次充氮氣前，系統中氧的摩爾分數為，充氮氣後，系統中氧的摩爾分數
為，則， 。重復上面的過程，第n
次充氮氣後，系統 的摩爾分數為
，
因此
。
1.13 今有0 °C，40.530 kPa的N2氣 體，分別用理想氣體狀態方程及van der Waals方程計算
其摩爾體積。實驗值為。
解：用理想氣體狀態方程計算
用van der Waals計算，查表得知，對於N2氣（附錄七）
，用MatLab fzero函數 求得該方程的解為
也可以用直接迭代法， ，取初值
，迭代十次結果
1.16 25 °C時飽和了水蒸氣的濕乙炔氣體（即該混合氣體中水蒸氣分壓力為同溫度下水的飽
和蒸氣 壓）總壓力為138.7 kPa，於恆定總壓下冷卻到10 °C，使部分水蒸氣凝結為水。試求
每摩爾干乙炔氣在該冷卻過程中凝結出水的物質的量。已 知25 °C及10 °C時水的飽和蒸氣
壓分別為3.17 kPa及1.23 kPa。
解：該過程圖示如下
設系統為理想氣體混合物，則
1.17 一密閉剛性容器中充滿了空氣，並有少量的水。但容器於300 K條件下大平衡時，容器
內壓力為101.325 kPa。若 把該容器移至373.15 K的沸水中，試求容器中到達新的平衡時應
有的壓力。設容器中始終有水存在，且可忽略水的任何體積變化。300 K時水的飽和蒸氣壓
為3.567 kPa。
解：

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