2024年清华大学深圳研究院物理化学考研考试大纲

837《物理化学》考试大纲

837《物理化学》适用于以下专业及研究方向（含招生专业代码）：

085600材料与化工02（全日制）制药工程、03（全日制）循证健康工程

本专业课考试科目力求科学、公平、准确、规范地考察学生对专业基础知识的综合理解和运用。

考试范围：

1热力学常见基本概念

1.1系统、环境与边界

1.2强度性质与广度性质

1.3状态与平衡状态

1.4过程与途径

1.5热平衡与热力学第0定律

1.6温度与热力学温度

2气体

2.1理想气体

2.2状态方程

2.3实际气体

2.3.1压缩因子

2.3.2维里方程

2.3.3范德华方程

3热力学第一定律

3.1热量与功

3.2热功等效与内能

3.3热力学第一定律（能量守恒定律）

3.4功与体积功

3.4.1体积功的计算

3.4.2不可逆与可逆过程

3.5热与热容

3.5.1等容热效应

3.5.2等压热效应与焓

3.5.3热容及简单变温过程热的计算

3.6热力学第一定律在气体中的应用

3.6.1内能和焓的计算通式

3.6.2节流过程与Joule-Thomson系数

3.6.3理想气体和范德华气体的内能与焓计算

3.6.4等温、绝热、等容过程方程

3.6.5热力学循环

3.7第一定律对于化学反应的应用——热化学

3.7.1化学反应进度

3.7.2化学反应的热效应

3.7.3反应热的计算

3.7.4反应热的测量

3.7.5反应热与温度的关系

3.7.6非等温反应系统

4热力学第二定律

4.1自发过程的共同特征

4.1.1自发过程的方向和限度

4.1.2自发过程的共同特征

4.2热力学第二定律的表述和过程的方向性

4.2.1热力学第二定律的表述

4.2.2过程方向和限度的描述方法

4.3 Carnot循环和Carnot定理

4.3.1 Carnot循环的效率

4.3.2 Carnot定理及其推论

4.4熵与混乱度

4.4.1熵的导出

4.4.2热力学第二定律的数学表达式—Clausius不等式

4.5熵判据

4.5.1熵增加原理

4.5.2熵的物理意义

4.6熵变的计算

4.6.1简单物理过程的熵变

4.6.2相变过程的熵变

4.6.3混合过程的熵变

4.6.4环境熵变

4.7热力学第三定律和规定熵

4.7.1 Nernst热定理

4.7.2热力学第三定律

4.7.3规定熵的计算

4.7.4化学反应的熵变

5热力学基本关系式与热力学函数

5.1内能与熵

5.2勒让德变换与热力学函数

5.3平衡与稳定判据

5.3.1 Helmholtz函数及Helmholtz函数减少原理

5.3.2 Gibbs函数及Gibbs函数减少原理

5.3.3关于判据的总结

5.4各个热力学函数间关系

5.4.1 Gibbs公式

5.4.2对应系数关系式

5.4.3 Maxwell关系式

5.4.4基本关系式的应用

5.5∆G及∆A的计算

5.5.1简单物理变化过程的∆G和∆A

5.5.2相变过程的∆G和∆A

5.5.3混合过程的∆G

5.5.4∆G随T的变化

6溶液热力学

6.1溶液的特点及组成表示法

6.1.1溶液的特点

6.1.2溶液组成的习惯表示方法

6.2偏摩尔量

6.2.1质点数目可变系统的状态描述

6.2.2偏摩尔量

6.2.3偏摩尔集合公式

6.2.4 Gibbs-Duhem公式

6.2.5偏摩尔量的测量

6.3化学势

6.3.1化学势的定义

6.3.2敞开系统的基本关系式和化学势的其他形式

6.3.3化学势决定传质过程的方向和限度

6.3.4化学势与T和p的关系

6.4气体的化学势

6.4.1理想气体的化学势

6.4.2化学势的统计推导方法

6.4.3实际气体的化学势

6.4.4气体的逸度和逸度系数

6.4.5气体热力学函数的非理想性修正

6.5 Raoult定律和理想溶液

6.5.1 Raoult定律

6.5.2理想溶液及其化学势

6.5.3理想溶液的通性

6.6 Henry定律和理想稀薄溶液

6.6.1 Henry定律

6.6.2理想稀薄溶液及其化学势

6.6.3依数性

6.6.4二元溶液中溶剂和溶质性质的相关性

6.7非理想溶液

6.7.1活度和活度系数

6.7.2非理想溶液的化学势

6.7.3关于化学势、标准态和活度的总结

6.7.4非理想溶液的混合性质和依数性

6.7.5活度的测定与计算

6.7.6超额热力学函数

6.8分配定律

7相平衡

7.1相平衡的必要条件

7.1.1相和相数的确定

7.1.2相平衡的必要条件

7.2相律

7.2.1系统的物种数和组分数

7.2.2自由度和自由度数

7.2.3相律

7.3单组分系统的两相平衡

7.3.1 Clapeyron方程

7.3.2压力对蒸气压的影响

7.4单组分系统的相图

7.4.1水的相图

7.4.2硫的相图

7.5二组分理想溶液的气-液相图及其应用

7.5.1 p-x图（蒸气压-组成图）

7.5.2 T-x图（沸点-组成图）

7.5.3杠杆规则——质量守恒的必然结果

7.5.4分馏原理

7.6二元组分非理想溶液的气-液相图

7.6.1偏差不大

7.6.2偏差很大

7.7部分互溶双液系的液-液相图

7.8完全不互溶的双液系统

7.9二组分系统的固-液相图

7.9.1具有简单低共熔混合物的相图

7.9.2具有稳定化合物的相图

7.9.3具有不稳定化合物的相图

7.9.4形成固溶体的相图

7.10依数性原理

7.11相图的规律性

7.11.1二组分系统相图的总结

7.11.2相图的结构

8化学平衡

8.1化学反应的方向和限度

8.1.1非平衡系统的热力学性质

8.1.2化学平衡的条件

8.1.3平衡常数的导出

8.1.4化学反应方向的判断

8.2化学反应的标准摩尔Gibbs函数变

8.2.1∆rGm0的意义

8.2.2∆rGm0的计算

8.2.3∆rGm0与T的近似线性关系及其应用

8.3关于平衡常数的讨论

8.3.1平衡常数的意义

8.3.2影响平衡常数的因素

8.3.3平衡常数的具体形式

8.3.4求算平衡常数的基本方法

8.4平衡计算举例

8.4.1计算平衡常数

8.4.2计算平衡组成

8.5各种因素对于化学平衡的影响

8.5.1平衡移动问题的共性

8.5.2温度对于化学平衡的影响

8.5.3压力对于化学平衡的影响

8.5.4惰性气体对于化学平衡的影响

8.5.5浓度对于化学平衡的影响

9电化学平衡

9.1库仑定律、电场和电势

9.2电解质溶液的导电机理与Faraday定律

9.3可逆电池及可逆电极的一般知识

9.4可逆电池电动势的测量与计算

9.5可逆电极电势

9.6浓差电池及液接电势

9.7电动势法的应用

10表面化学与胶体的基本知识

10.1基本概念

10.1.1表面功和表面能

10.1.2表面张力

10.1.3影响表面张力的主要因素

10.2弯曲表面下的附加压力——Young-Laplace方程

10.2.1 Young-Laplace方程的应用

10.2.2弯曲表面下液体的蒸气压——Kelvin方程

10.2.3固体颗粒大小对于溶解度的影响

10.2.4固体熔点与颗粒半径的关系

10.3固-液界面

10.3.1液体对固体的润湿作用

10.3.2液体在固体表面上的铺展

10.3.3毛细现象及表面张力的测定方法

10.4溶液表面

10.4.1溶液的表面张力与表面吸附现象

10.4.2 Gibbs吸附方程

10.5固体表面

10.5.1固体表面对气体的吸附现象

10.5.2 Langmuir吸附理论

10.5.3 BET吸附理论

10.5.4 Freundlich公式

10.5.5吸附热力学

10.5.6吸附的本质——物理吸附和化学吸附

11化学动力学基础

11.1基本概念

11.1.1化学反应速率

11.1.2元反应及反应分子数

11.1.3简单反应和复合反应

11.2物质浓度对反应速率的影响

11.2.1速率方程

11.2.2元反应的速率方程——质量作用定律

11.2.3反应级数与速率系数

11.3具有简单级数的化学反应

11.3.1一级反应

11.3.2二级反应

11.3.3三级反应和零级反应

11.4反应级数的测定

11.4.1几点说明

11.4.2 r=kcAn型反应级数的测定

11.4.3 r=kcAacBb…型反应级数的测定

11.5温度对反应速率的影响

11.5.1经验规则

11.5.2 Arrhenius公式

11.6活化能及其对反应速率的影响

11.6.1元反应的活化能

11.6.2微观可逆原理及其推论

11.6.3复合反应的活化能

11.6.4活化能对反应速率的影响

11.6.5 Arrhenius公式的修正

11.6.6活化能的求取

11.7元反应速率理论

11.7.1碰撞理论

11.7.2势能面和反应坐标简介

11.7.3过渡状态理论

11.7.4两个速率理论与Arrhenius公式的比较

11.8反应机理

11.8.1对峙反应

11.8.2平行反应

11.8.3连续反应

11.8.4链反应

11.8.5稳态假设与平衡假设

11.8.6反应机理的推测

11.8.7微观反应动力学简介

11.9催化剂对反应速率的影响

11.9.1催化剂和催化作用

11.9.2催化机理

11.9.3催化剂的一般性质

11.10均相催化反应和酶催化反应

11.10.1均相催化反应

11.10.2酶催化反应

11.11多相催化反应

11.11.1催化剂的活性与中毒

11.11.2催化剂表面活性中心的概念

11.11.3气-固两相催化反应的一般步骤

11.11.4催化作用与吸附的关系

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