2023年天津大學材料學專業考研物理化學科目考試大綱

注：該考試大綱適用于天津大學材料科學與工程學院功能材料研究方向的材料學專業研究生考試。

一、考試的總體要求

1. 對本門課程中重要的基本概念與基本原理掌握其含義及適用范圍;

2. 掌握物理化學公式的應用及其適用范圍。計算題要求思路正確，步驟簡明;

3. 掌握物理化學實驗中常用物理量的測量(包括原理、計算式、如何測量)。能正確使用常用的物理化學儀器(原理、測量精度、使用范圍、注意事項)

二、考試內容及比例(重點部分)

1.氣體、熱力學第一定律、熱力學第二定律(~22 %)

理想氣體狀態方程、范德華方程、壓縮因子定義。熱力學第一、第二定律及其數學表達式;pVT 變化、相變化與化學反應過程中W、Q、△U、△H、△S、△A 與△G 的計算;熵增原理;三個平衡判據。了解熱力學基本方程和麥克斯韋關系式的簡單應用、克拉佩龍方程及克-克方程的應用。

2.多組分熱力學及相平衡(~18 %)

偏摩爾量、化學勢的概念;理想氣體、理想液態混合物、理想稀溶液各組分的化學勢表達式;逸度、活度的定義、活度及活度因子的計算。拉烏爾定律和亨利定律;稀溶液依數性的概念及簡單應用。相律的應用;單組分系統相圖;二組分氣-液平衡相圖;凝聚系統相圖。

3.化學平衡(~10 %)

理想氣體等溫方程;標準摩爾反應吉布斯函數、標準平衡常數與平衡組成的計算;溫度、壓力和惰性組分對理想氣體化學平衡的影響。

4.電化學(~10 %)

電解質溶液中電導率、摩爾電導率、活度與活度因子的計算;電導測定的應用。原電池熱力學，能斯特方程;電池電動勢測定的應用;電極的極化與超電勢的概念。

5.統計熱力學(~6 %)

玻耳茲曼分布;粒子的配分函數;雙原子平動、轉動、振動配分函數的計算;獨立子系統熱力學能、熵與配分函數的關系，玻耳茲曼熵定理。

6.化學動力學(~15 %)

反應速率、基元反應、反應分子數、反應級數的概念。零、一、二級反應的動力學特征及速率方程積分式的應用;阿倫尼烏斯方程;對行、平行反應(一級)速率方程積分式的應用;復合反應的近似處理法(穩態近似法、平衡態近似法)。催化劑的基本特征;光化學反應的特征及光化學第一、第二定律。

7.界面現象與膠體化學(~10 %)

彎曲液面的附加壓力與拉普拉斯方程;開爾文公式;四種亞穩態;潤濕與鋪展現象及楊氏方程;化學吸附與物理吸附;朗繆爾吸附等溫式。了解膠體的光學性質、動力學性質、電學性質;掌握膠團結構的表示、電解質對溶膠的聚沉作用;了解乳狀液的穩定與破壞。

8.實驗部分(~10 %)

1)恒溫槽的調節及粘度測定;2)液體飽和蒸氣壓的測定;3)反應焓的測定(ZnO 與HCl 水溶液反應);4)平衡常數的測定(氨基甲酸銨分解);5)凝固點降低法測定摩爾質量(萘-環己烷系統);6)二組分完全互溶液體蒸餾曲線(乙醇-正丙醇系統，阿貝折射儀);7)二組分凝聚系統相圖(Pb-Sn 系統);8) 原電池熱力學(電位差計的應用);9)過氧化氫催化分解(KI 催化劑);10)乙酸乙酯皂化反應(電導率儀的應用);11)液體表面張力的測定(最大氣泡壓力法)，以上實驗的原理及物理量的測量方法

三、試卷題型及比例

計算題 60%，概念題 30%，實驗題 10%。

四、考試形式及時間

考試形式均為筆試。考試時間為 3 小時。

五、主要參考教材

劉俊吉，周亞平等編，物理化學(第 6 版，上下冊)，高等教育出版社，2017 年

唐向陽，余莉萍等編，《基礎有機化學實驗教程》(第四版)，科學出版社，2015 年

馮霞，朱莉娜，朱榮嬌編，《物理化學實驗》，高等教育出版社，2015 年

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