物理化学

《物理化学》课程考试大纲

（四年制本科. 试行）

课程编号：03021107

课程性质：专业必修

适用专业：应用化学

开设学期：第五、六学期

考试方式：闭卷笔试

一、课程考核目的

通过考试使学生做到对物理化学中的基本概念、基本定律、定义、定理、名词及重要公式的重现与复述，对物理化学中各种量的法定计量单位与符号及重要常数的了解与熟记，对物理化学中重要定律和理论的实验基础及物理化学发展的重要历史事实的了解；通过考试还要使学生做到理解物理化学重要公式的建立、导出及其物理意义和适用范围，理解物理化学中重要图示所代表的物理意义，能用物理化学的基本原理与公式解释并计算简单的问题。课程目的是使学生掌握物理化学基本知识、基本原理，解决和论证给定条件下的物理化学问题，熟练运用物理化学重要公式进行有关计算，掌握物理化学各部分知识之间的内在联系，并能用于解决某些问题。

二、教学时数

本课程总学时为144（36周，周课时4），其中课堂讲授144学时。

三、教材与参考书目

教材

1、万洪文等编.《物理化学》（第一版）.北京：高等教育出版社，2002年

参考书目

1、傅献彩等编.《物理化学》（第四版）.北京：高等教育出版社，2002年

2、印永嘉等编.《物理化学简明教程》（第三版）.北京：高等教育出版社，1992年

3、教育部理科化学教学指导委员会.《理科化学专业和应用化学专业化学教学内容》.大学化对学，1999年。

四、考核知识点与考核目标

本考试大纲根据上饶师范学院《物理化学》课程教学大纲的教学要求，以四年制本科人才培养规格为目标，按照物理化学学科的理论知识体系，提出了考核的知识点和考核的目标。考核目标分为三个层次；了解、理解（或熟悉）、掌握（或会、能），三个层次依次提高第一章绪论

考核知识点

1、物理化学的目的和内容；

2、物理化学的研究方法；

3、物理化学的建立与发展；

4、物理化学课程的学习方法。

考核要求

1、了解化学与物理学之间的紧密联系；

2、了解学习物理化学的目的和内容；

3、了解物理化学的研究方法，尤其是该学科独有的研究方法；

4、熟悉物理化学的发展简史；

5、掌握物理化学课程的学习方法。

第二章热力学第一定律及其应用

考核知识点

1、热力学的一些基本概念；

2、热力学第一定律；

3、准静态过程与可逆过程；

4、焓；

5、热容；

6、热力学第一定律对理想气体的应用；

7、理想气体的卡诺循环；

8、焦耳—汤姆逊效应；

9、等压热效应与等容热效应、反应进度、赫斯定律、生成焓、燃烧焓、基尔霍夫定律。考核要求

1、掌握热力学的一些基本概念，如体系、环境、状态、功、热量、变化过程等；

2、理解与熟悉热力学第一定律和热力学能的概念，理解与熟悉热和功只有在体系与环境有能量交换时才有意义。熟知功和热正负号的取号惯例；

3、理解与熟悉准静态过程与可逆过程的意义；

4、理解与熟悉U及H都是状态函数，以及状态函数的特性；

5、熟练掌握热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、等容、绝热等过程中的⊿△U、△H、Q及W ；

6、熟练掌握生成焓，燃烧焓来计算化学反应热，会应用基尔霍夫定律和赫斯定律；

7、了解卡诺循环的意义以及理想气体在诸过程中热、功的计算，熟悉可逆热机效率的表达式。

第三章热力学第二定律

考核知识点

1、自发过程，热力学第二定律；

2、卡诺定律；

3、熵的概念；

4、克劳修斯不等式与熵增加原理；

5、熵变的计算与熵判据的应用；

6、熵的统计意义；

7、赫姆霍茨自由能函（F）和吉布斯自由能（G）；

8、△G的计算与应用；

9、过程性质的判据、变化方向和限度的判据；

10、几个热力学函数间的关系式；

11、克拉贝龙方程式和克劳修斯—克拉贝龙方程式；

12、多组分体系中物质的偏摩尔量和化学势；

13、热力学第三定律与规定熵；

14、熵产生和熵流。

考核要求

1、理解与熟悉热力学第二定律的意义，了解自发变化的共同特征；

2、了解热力学第二定律与卡诺定理的联系。理解克劳修斯不等式的重要性；

3、熟练掌握热力学函数U、H、S、F、G的定义，了解其物理意义；

4、熟练掌握一些简单过程中的△S、△H和△G计算，掌握如何利用范霍夫等温式来判

别化学变化的方向；

5、理解与熟悉△S、△G和△F在特殊条件下的物理意义，如何应用它来判别过程的性质及变化的方向和限度；

6、较熟练地运用吉布斯—亥姆霍兹公式、克拉贝龙和克劳修斯—克拉贝龙方程式；

7、了解熵的统计意义；

8、理解与熟悉偏摩尔量和化学势的意义，了解它们之间的区别；

9、了解热力学第三定律的内容，理解规定熵值的意义、计算及其应用；

10、了解熵流和熵产生的内容，掌握应用熵流判据。

第四章统计热力学

考核知识点

1、统计热力学的研究方法、统计体系的分类、统计热力学的基本假定；

2、玻兹曼统计；

3、玻色—爱因斯坦统计和费米—狄拉克统计简介；

4、配分函数；

5、各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献；

6、分子的全配分函数；

7、热力学函数、平衡常数的统计计算。

考核要求

1、理解与熟悉最概然分布；

2、理解与熟悉最概然分布的微观状态数和整个体系的微观状态数之间的关系；

3、理解与熟悉配分函数，理解配分函数的物理意义；

4、了解定位体系与非定位体系的热力学函数间的差别；

5、了解平动、转动、振动对热力学函数的贡献，了解公式的推导过程；

6、了解什么是玻色—爱因斯坦统计和费米—狄拉克统计；

7、了解配分函数及其热力学函数、平衡常数的统计计算方法。

第五章溶液

考核知识点

1、溶液组成的表示法及其相互关系；

2、拉乌尔定律和亨利定律；

3、混合气体中各组分的化学势、逸度和逸度系数；

4、理想溶液的定义、通性及各组成的化学势；

5、理想稀溶液中各组分的化学势；

6、稀溶液的依数性；

7、吉布斯—杜亥姆公式和杜亥姆—马居耳公式；

8、非理想溶液中各组分的化学势、活度和活度系数及其计算。

考核要求

1、理解与熟悉溶液浓度的各种表示法及其相互关系；

2、理解与熟悉理想溶液，理想溶液的通性等；

3、了解拉乌尔定律和亨利定律的区别；

4、了解逸度和活度的概念，并能对活度和活度系数进行简单的计算；

5、熟练掌握溶液中各组分化学势的表示法、各组分标准态的区别；

6、理解与熟悉理想稀溶液依数性公式的推导，能运用依数性的公式进行有关计算。第六章相平衡

考核知识点

1、多相体系平衡的一般条件；

2、相、组分数、自由度、相律的推导；

3、单组分体系的相图；

4、二组分体系（理想的完全互溶双液系、非理想的完全互溶双液系、部分互溶的双液系、不互溶的双液系、简单的低共熔物、形成化合物的体系、部分互溶固溶体）的相图及其应用；

5、三组分体系的相图及其应用。

考核要求

1、了解相、组分数和自由度意义；

2、了解相律的推导过程及其在相图中的应用；

3、了解杠杆规则在相图中的应用；

4、理解与熟悉根据相图能绘出步冷曲线，或者根据步冷曲线能绘出简单的相图。

5、掌握在双液系中以完全互溶的双液系为重点了解其p – x 图和 T – x 图，了解蒸馏和精馏的基本原理。

6、在二组分液—固体系中，以简单低共熔物的相图为重点，了解相图的绘制及其应用；

7、对三组分体系，了解盐水体系相图的应用。

第七章化学平衡

考核知识点

1、化学反应的方向和限度；

2、化学反应的平衡常数和等温方程式；

3、化学反应平衡常数的表示式；

4、复相化学平衡；

5、标准状态下反应的吉布斯自由能变化值与标准摩尔生成吉布斯自由能；

6、平衡常数与平衡组成的计算；

7、温度对化学平衡的影响，化学反应等压方程式；

8、浓度、压力及惰性气体对化学平衡的影响；

9、同时平衡、反应的耦合、化学反应亲合势。

考核要求

1、掌握从化学势的角度理解化学平衡的意义；

2、了解如何从平衡条件导出化学反应等温式，并能较熟练地应用这个公式；

3、掌握均相和多相反应的平衡常数的表达式；

4、理解与熟悉

o

m

G

?的意义，能应用o m

G

?

估计反应的可能性；

5、理解与熟悉K0、KP 、Kx 、Kc 和Kn间的关系；

6、熟练掌握平衡常数和平衡组成的计算；

7、理解与熟悉化学反应等压方程式的推导过程，并能较熟练地应用这个公式；

8、熟悉浓度、压力及惰性气体对化学平衡的影响，并掌握其计算方法；

9、掌握根据标准热力学函数的表值计算平衡常数。

第八章胶体和界面化学

考核知识点

1、表面吉布斯自由能和表面张力；

2、弯曲表面下的附加压力和蒸气压；

3、液体界面的性质，（液体的铺展、吉布斯吸附公式）；

4、液—固界面现象；

5、表面活性物质的性质及其应用；

6、固体表面的吸附；

7、胶体分散体系的基本特征；

8、溶胶的制备与净化；

9、溶胶的动力性质；

10、溶胶的光学性质；

11、溶胶的电学性质；

12、溶胶的稳定与聚沉；

13、高分子溶液的性质及其分子量的测定；

14、唐南平衡。

考核要求

1、掌握表面吉布斯自由能、表面张力的概念，了解表面张力与温度的关系；

2、理解与熟悉弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系，会使用杨—拉普拉斯公式；

3、理解与熟悉弯曲表面上的蒸气压与曲率半径的关系，能用这个原理解释一些常见的表面现象；

4、理解与熟悉吉布斯吸附等温式的意义及其有关计算；

5、了解铺展与润湿情况，理解气—固表面吸附本质与吸附等温线的主要类型；

6、了解表面活性物质的性质与应用；

7、理解与熟悉胶体分散体系的基本特征。掌握一般制备与净化的方法；

8、了解溶胶的光学性质、动力性质和电学性质等方面的特点；

9、掌握胶团结构及胶体的稳定与聚沉作用；

10、了解高分子溶液、唐南平衡。

第九章电解质溶液

考核知识点：

1、电化学基本概念和法拉第定律；

2、离子的迁移；

3、电解质溶液的电导；

4、离子独立移动定律与离子当量电导；

5、电导测定的应用；

6、强电解质的活度和活度系数；

7、强电解质溶液理论简介。

考核要求

1、了解迁移数的意义及常用的测定迁移数的方法；

2、理解与熟悉电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系；

3、掌握离子独立移动定律及电导测定的一些应用；

4、了解迁移数与摩尔电导率、离子迁移数之间的关系；

5、理解电解质的离子平均活度系数的意义，并掌握其计算方法；

6、了解强电解质溶液理论，掌握德拜—休克尔极限公式。

第十章可逆电池电动势及其应用

考核知识点

1、可逆电池和可逆电极；

2、电动势的测定；

3、电池的书写方式及电池所对应的化学反应；

4、可逆电池的热力学；

5、电动势产生的机理；

6、电极电势，电极反应的能斯特公式；

7、由电极电位计算电池的电动势；

8、标准电极电位数据及其应用；

9、浓差电池；

10、电池电动势测定的应用；

11、生物电化学。

考核要求

1、理解与熟悉电动势与△r G m的关系；

2、掌握可逆电池定义和电动势的测量原理；

3、了解能斯特公式推导过程，熟悉标准电极电势表的应用（包括氧化能力的估计、平衡常数的计算等）；

4、能熟练地写出电池的化学反应方程式并能根据所给化学反应设计原电池。

5、理解与熟悉温度对电动势的影响及掌握△rHm、△rSm的计算；

6、了解电动势产生的机理及电动势测定法的一些应用。

第十一章电解和极化作用

考核知识点

1、分解电压；

2、极化作用；

3、电解时电极上的反应；

4、金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化，E—PH图及其应用；

5、化学电源。

考核要求

1、了解分解电压的意义；

2、理解产生极化作用的原因，了解超电势在电解中的作用；

3、掌握一些简单的电解分离计算问题；

4、了解金属腐蚀的原因和各种防腐的方法，E—PH图的应用；

5、了解化学电源的类型及应用。

第十二章化学动力学

考核知识点

1、化学动力学的任务和目的；

2、化学反应速率表示法；

3、基元反应、反应分子数、反应级数、简单反应和复杂反应的概念；

4、反应物浓度对反应速度的影响（主要讲授具有简单级数的反应）；

5、几种典型的复杂反应（对峙反应、平行反应和连续反应）；

6、温度对反应速率的影响；

7、反应历程和近似处理方法；

8、链反应；

9、碰撞理论；

10、过渡态理论；

11、单分子反应理论；

12、在溶液中进行的反应；

13、光化学反应；

14、催化反应动力学（均相催化反应、酶催化反应和气—固相催化反应）。

考核要求

1、掌握等容反应速率的表示法及基元反应、反应级数等基本概念；

2、掌握具有简单级数反应（如零级、一级、二级反应）的速率公式的各种特征，并能由实验数据确定简单反应的级数；

3、掌握反应级数与反应分子数的区别与联系；

4、掌握三种典型的复杂反应（对峙反应、平行反应和连续反应）及其各自的特点，能对其中比较简单的反应写出反应速率与浓度关系的微分式；

5、理解与熟悉温度、活化能对反应速率的影响，理解阿仑尼乌斯经验式中各项的含意，掌握Ea 、A 、к等物理量的计算；

6、理解与熟悉链反应的特点，掌握稳态近似、平衡假设等近似处理的方法；

7、了解化学反应动力学的碰撞、过渡态和单分子反应理论的基本内容，会计算一些简单基元反应的速率常数，并弄清楚几个能量的不同物理意义及相互关系；

8、了解溶液中反应的特点和溶剂对反应的影响；

9、了解光化学反应的特点及量子产率的计算；

10、了解催化反应的特点和常见的催化反应的类型。

（执笔：张亿良）