《物理化学基本原理》考试大纲

发布时间:2024-10-10浏览次数:11

科目名称:物理化学基本原理

参考书目:《物理化学》第5(王旭珍,王新葵,陈冰冰编),上海科学技术出版社,2023

考试题型:选择题(10题,每题3分,共计30分)、填空题(10题,每题3分,共计30分)、计算题(6题,每题15分,共计90分)

考试内容:(提到页码、公式、图表均为参考书目相应内容)


1热力学第一定律

概念分析及简单运算

1)会判断:三类体系(隔离、封闭、开放)、强度性质与广度(容量)性质、状态函数与过程函数、体积功与非体积功)。

2)热力学能(U=W+Q)和焓(H=U+pV)定义式,恒压(容)反应热和热容关系式。

3)知道理想气体热力学能与焓、热容都是温度的单值函数,知道热容商概念。

4)稳定单质的判断,注意白磷和石墨分别作为P和C的最稳定单质。

5)会判断理想气体绝热过程与等温可逆过程的相对做功大小(p28

6)热力学第一定律对实际气体的应用:Joule-Thomson系数(J-T)判断节流膨胀前后温度随压力变化,分别为正、负、零值时的意义。

计算:

1)简单过程(等温、等压、等容、绝热)的体积功、热、U、H(p28, 表1-2

2)会计算化学反应的摩尔热力学能和摩尔焓变;能利用燃烧热、生成热计算反应热(Hess定律)(1.10节,p34-41

3)单(双)原子理想气体等容热容和等压热容计算焓变及热力学能等(1.6节)

4)基尔霍夫定律的应用和绝热反应的计算(1.10节,p43-48

参考题:习题1.181.20,1.24


2热力学第二定律

概念分析及简单运算

1)热力学第二定律表述

2)卡诺循环和卡诺热机设计

3)熵的定义(可逆热温商,S=QR/T

4)热力学第三定律

5)吉布斯与亥姆霍兹自由能定义(G=H-TS、A=U-TS)(2.8节)

6)热力学基本方程(p83)、化学势(2.11节)

7)绝热过程的判断及过程熵变为零。

8)熵判据、吉布斯自由能判据、亥姆霍兹自由能判据及适用范围(p62-63+2.8节)

9)化学势判据应用(2.11节)

计算:

1)系统熵变的计算(2.5节);

2)标准熵的计算;化学反应熵变计算(2.7p 69-73

3)吉布斯自由能与亥姆霍兹自由能计算(2.9节)

4)热机效率(p57

参考题:习题2.72.132.15


5相平衡

概念分析及简单运算

1)相律(掌握相数、组分数、独立组分数、自由度等基本概念与关系式)

2)三相点、恒沸点、会溶点、转熔温度、固溶体

3)单组分相图分析:相区、三相点、相变线

4)二组分稳定和不稳定化合物相图绘制(5.4节,p180-183):相区组成和自由度分析(重点考察),能根据数据计算化合物分子式(参考p181,例5-5

5)步冷曲线的绘制:能根据步冷曲线绘制相图(5.4节,p178,热分析法制作相图),或根据相图绘制步冷曲线(参见p183,图5-11

6)双组份液液相图(5.3节部分互溶双液系)、气液相图(5.5节,理想和实际液气平衡)、液固相图(p183,固溶体相图)。了解上述系统两相区特点,固溶体特征,最低和最高恒沸点。掌握蒸馏和精馏原理,能判断精馏塔塔顶塔底馏分组成

7)水蒸气蒸馏,共沸物沸点与两组分沸点关系

计算:

1)克拉佩龙方程、克劳修斯-克拉佩龙方程(5.2节)

2)杠杆规则(p177),会使用杠杆规则分析两相区组成。

参考题:习题5.25.75.14


6化学动力学基础

概念分析及简单运算

1)(非)基元反应、质量作用定律、反应级数、反应分子数、反应速率常数、常见复合反应类型、链式反应类型,热爆炸与支链爆炸。

2)反应速率与温度关系的类型(p210-211

3)常见复合反应特征(平行,对行,连串反应):反应速率常数关系

4)能写出简单链式反应的链引发、链传递、链终止方程式

5)催化作用特征(p230)

6)光化学反应第一、第二定律

计算:

1)简单级数反应(重点:一级、二级反应)(6.2节,重点考察)。会计算反应速率,半衰期,判断反应级数

2)阿伦尼乌斯方程(反应活化能)(重点考察,p210)。会根据方程定积分和不定积分式计算活化能、反应温度、反应速率

参考题:p236,6.4(1)(2)简单级数反应;(3)阿伦尼乌斯公式


7电化学

概念分析及简单运算

1)正负极、阴阳极、氧化还原反应的判断(p241

2)电导率、摩尔电导率定义(式)(p242

3)电导率、摩尔电导率与电解质浓度关系(p244,图7-47-5

4)离子独立运动定律的简单计算(p246,公式7-7,例7-2

5)离子强度的简单计算(p249公式7-32p2507-3

6)能写出简单的电池图示(p250,电极和电池的国际惯例表示法)

7)会查表求标准电池电动势(p257,表7-5

8)书写简单的三类电极(金属离子、金属难溶盐和氧化物、氧化还原)的电极反应方程式(p256-259

9)氢标电极、饱和甘汞电极、银-氯化银电极组成

计算:

1)会使用电池热力学关系式。通过电池电动势和温度系数计算反应吉布斯函数DG、熵变DS、焓变DH和反应热Qrp253-254,公式7-34-7-36,例7-4

2)电动势和电极电势的Nernst方程(重点考察,p255,公式7-387-427-43)。已知浓度求电极电势和电动势,或已知电极电势和电动势求平衡态物质浓度、活度。

3)会用标准电动势求平衡常数,或平衡常数求标准电动势(p255,公式7-39

参考题:p2777.11(图示);p2787.5(离子强度),7.8Nerst方程),7.9(电化学热力学)