2023年佛山科學技術學院材料科學與工程專業(yè)考研物理化學科目考試大綱

2023年佛山科學技術學院材料科學與工程專業(yè)考研物理化學科目考試大綱

一、考查目標

本考試大綱適用于報考佛山科學技術學院材料科學與氫能學院的材料科學與工程及材料與化工專業(yè)的碩士研究生入學考試。該科目主要考查考生對材料科學與工程相關的物理化學基本知識的掌握程度，以判別考生是否具備從事科研工作的所要求的基本專業(yè)知識及技能?？忌鷳到y(tǒng)復習本考試大綱考察范圍內(nèi)的內(nèi)容，重點掌握基本概念和基本原理，并具有一定的綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。

二、考試形式與試卷結構

1.考試方式：書面筆答。

2.卷面總分：150 分。

3.考試時間：180 分鐘。

4.試卷主要題型可能有：是非判斷題、選擇題、簡答題、計算題、綜合題(證明或綜合計算)。

三、考查范圍

1.熱力學第一定律及應用

1.1 熱力學第一定律

1.2 可逆過程及可逆體積功的計算

1.3 恒容熱、恒壓熱及焓

1.4 熱容及恒容變溫過程、恒壓變溫過程熱的計算

1.5 氣體可逆膨脹、壓縮過程，理想氣體絕熱過程及絕熱可逆過程方程

1.6 標準摩爾反應焓

1.7 化學反應熱的計算、標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓

1.8 化學反應熱與溫度的關系

考試要求：考察熱力學的主要基本概念，例如體系、環(huán)境、功、熱、狀態(tài)函數(shù)、內(nèi)能等基本概念的定義、熱力學第一定律及其數(shù)學表達式、摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容等;考察運用熱力學第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱過程中的△U、△H、Q 和 W 等。以及利用赫斯定律、生成焓、燃燒焓等計算反應熱。

2.熱力學第二定律

2.1 自發(fā)過程特征、熱力學第二定律的經(jīng)典表述及本質(zhì)

2.2 熵的定義、克勞修斯不等式、熵增原理、及熵判據(jù)

2.3 環(huán)境熵變、理想氣體 PVT 變化熵變

2.4 亥姆霍茲自由能、吉布斯自由能函數(shù)的定義、物理意義和變化值的計算，變化的方向和平衡條件

2.5 熱力學基本方程和麥克斯韋關系式

2.6 單組分體系的兩相平衡——熱力學對單組分體系的應用

考試要求：考察熱力學第二定律、熱力學函數(shù) U、H、S、F、G 的定義及其物理意義，以及 G 在特殊條件下的物理意義和克勞修斯不等式，會用它來判別變化的方向和平衡條件?？忌鷳撌炀氄莆找恍┖唵芜^程的△S、△H 和△G 的計算，并能利用范霍夫等溫式判別變化的方向，掌握熵增加原理和各種平衡判據(jù)。

3.溶液—多組分體系熱力學在溶液中的應用

3.1 偏摩爾量的定義和物理意義

3.2 化學勢定義、化學勢與溫度、壓力的關系、化學勢判據(jù)及應用

3.3 氣體組分的化學勢

3.4 稀溶液的兩個經(jīng)驗定律-拉烏爾定律、亨利定律及其應用

3.5 理想液態(tài)混合物

3.6 理想稀溶液中任一組分的化學勢表示式及分配定律

3.7 稀溶液的依數(shù)性

考試要求：考察溶液濃度的各種表示法及其相互關系，理想溶液、稀溶液與實際溶液三者的區(qū)別和聯(lián)系，拉烏爾定律和亨利定律以及它們的應用，以及理想體系(理想氣體、理想溶液、理想稀溶液)中各組分化學勢的表達式及其應用。

4.相平衡

4.1 多組分系統(tǒng)平衡的一般條件

4.2 相律及其應用

4.3 單組分系統(tǒng)相圖分析

4.4 二組分理想液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖及分析

4.5 二組分真實液態(tài)混合物的氣-液平衡相圖及分析

4.6 二組分液態(tài)部分互溶及完全不互溶系統(tǒng)的氣-液平衡相圖

4.7 二組分固態(tài)不互溶系統(tǒng)液-固平衡相圖

考試要求：考察相、組分數(shù)和自由度的概念，熟練掌握相律及其簡單應用(如判斷相數(shù)、組分數(shù)和自由度數(shù)等)?？疾靻谓M分系統(tǒng)和二組分系統(tǒng)典型相圖的特點。在雙液系中以完全互溶的雙液系為重點了解其 p-x 圖和 T-x 圖。蒸餾和精餾的基本原理。在二組分液-固體系中，以簡單低共溶物的相圖為重點，了解相圖的繪制及其應用。

5.化學平衡

5.1 化學反應平衡條件

5.2 化學反應的平衡常數(shù)與等溫方程式

5.3 平衡常數(shù)表示式

5.4 標準摩爾生成吉布斯函數(shù)的定義及其應用

考試要求：考察均相和多相反應的平衡常數(shù)表示式的區(qū)別。考生需要熟練掌握平衡常數(shù)與溫度、壓力的關系和惰性氣體對平衡組成的影響，并掌握其計算方法;要能根據(jù)標準熱力學函數(shù)的表值計算平衡常數(shù)?？忌鷳斈軌蚴炀毨脽崃W方法完成對于化學反應標準平衡常數(shù)、反應物平衡轉(zhuǎn)化率及體系平衡組成的計算。

6.電化學

6.1 電化學基本概念、電解質(zhì)溶液的導電機理及法拉第定律

6.2 電導、電導率、摩爾電導率的定義、計算及電導測定的應用

6.3 電解質(zhì)的平均離子活度因子、離子強度

6.4 可逆電池條件、可逆電池的書寫方法、可逆電池電動勢的測定

6.5 原電池熱力學計算和能斯特方程的應用

6.6 電極電勢和電池電動勢

6.7 原電池設計方法

6.8 分解電壓和極化作用

考試要求：考察電導率、摩爾電導率的意義及它們與溶液濃度的關系，離子獨立移動定律及電導測定的常見應用?？疾爝w移數(shù)與摩爾電導率、離子遷移率之間的關系等概念?？忌鷳斈軌蚴炀毷褂秒娀瘜W慣用的電極電勢名稱、符號和標準電極電勢表，對于給定的電池，要求能正確、熟練地寫出電極反應和電池反應，能根據(jù)簡單的化學反應來設計電池。考察電極電勢及電動勢的計算;標準電動勢 E0 與反應平衡常數(shù)K的關系，溫度對電動勢的影響。熟練掌握由電化學數(shù)據(jù)計算常見熱力學函數(shù)的變量?？疾祀妱觿莓a(chǎn)生機理的簡單概念?？疾鞓O化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、極化的分類、極化的機理;超電勢、分解電壓等概念。

7.化學反應動力學基礎

7.1 化學反應速率表示法

7.2 化學反應速率方程、質(zhì)量作用定律、反應分子數(shù)及反應級數(shù)和速率常數(shù)

7.3 速率方程的積分形式

7.4 速率方程的確定

7.5 溫度對反應速率的影響、阿累尼烏斯公式、活化能及其與反應熱的關系

7.6 典型復合反應以及復合反應速率的近似處理方法

考試要求：考察反應速率的表示方法及基元反應、反應級數(shù)、速率常數(shù)等概念。對于由簡單級數(shù)的反應如零級、一級、二級，掌握包括其動力學公式(微分式和積分式)在內(nèi)的各種動力學特征并能夠由實驗數(shù)據(jù)確定簡單反應的級數(shù)。對三種典型的復雜反應(對峙反應、平行反應和連續(xù)反應)要求掌握其各自的特點。考察溫度、活化能對反應速率的影響，理解阿累尼烏斯經(jīng)驗式中各項的意義。考察對于Ea、A、k 等物理量的計算。掌握鏈反應的特點?？疾旆€(wěn)態(tài)近似法等近似處理方法推導動力學公式。

8.界面現(xiàn)象

8.1 表面吉布斯函數(shù)及界面張力

8.2 彎曲液面的附加壓力和微小液滴的飽和蒸汽壓、毛細現(xiàn)象

8.3 物理吸附和化學吸附

8.4 固-液界面：接觸角及潤濕現(xiàn)象

考試要求：考察表面吉布斯自由能、表面張力、接觸角的概念，表面張力與溫度的關系?？疾鞆澢砻娴母郊訅毫Ξa(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關系，彎曲表面上的蒸氣壓與平面相比有何不同，會解釋常見的表面現(xiàn)象。能夠判斷液-固界面的鋪展與潤濕情況。

9.膠體分散體系和大分子溶液

9.1 膠體的定義和膠體的基本特性

9.2 溶膠的制備及凈化

9.3 膠體分散系統(tǒng)的基本性質(zhì)-光學性質(zhì)(丁鐸爾效應及瑞利公式)、電學性質(zhì)、動力性質(zhì)

考試要求：考察膠體分散體系在動力性質(zhì)、光學性質(zhì)及電學性質(zhì)等方面的特點。理解溶膠在穩(wěn)定性方面的特點及電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響，要求會判斷電解質(zhì)聚沉能力的大小?？疾齑蠓肿尤芤号c溶膠的異同點以及膠體分散體系的基本特性。

參考書目：

[1]傅獻彩等編.物理化學(上).ISBN: 9787040167696.北京：高等教育出版社，2006，第五版.

[2]傅獻彩等編.物理化學(下).ISBN:9787040177961.北京：高等教育出版社， 2006，第五版.

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2023年佛山科學技術學院材料科學與工程專業(yè)考研物理化學科目考試大綱