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1628理论化学考试大纲一、考试目的：《理论化学》是2014年化学专业硕士研究生入学统一考试的科目之一。《理论化学》考试要力求反映化学专业硕士学位的特点，科学、公平、准确、规范地测评考生的专业基础素质和综合能力，以利于选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家科技发展和经济腾飞培养综合素质高、复合型的化学专业人才。二、考试要求：考生应掌握本科目的基本概念和基础知识，具备对基本概念与基础知识的理解与综合运用能力。三、考试形式和试卷结构：《理论化学》试卷满分150分。其中，物理化学（含结构化学）合计100分为必答，另外50分可选择无机化学（50分）或分析化学（含化学分析及仪器分析）（50分）作答。答题方式为闭卷、笔试。答题时允许使用计算器。四、考试内容：物理化学（含结构化学）（100分）该科目大纲共计十九章，其中第一至第十章考题占75分，第十一至第十九章（结构化学部分）考题占25分。第一章热力学第一定律1．热力学概论1.1热力学的、内容和方法1.2热力学基本概念：体系与环境，体系的性质；热力学平衡态和状态函数2．热力学第一定律2.1热和功2.2热力学能2.3热力学第一定律的表述与数学表达式3．体积功与可逆过程3.1等温过程的体积功3.2可逆过程与最大功4．焓与热容4.1焓的定义4.2焓变与等压热的关系4.3等压热容和等容热容5．热力学第一定律对理想气体的应用5.1理想气体的热力学能和焓5.2理想气体的Cp与Cv之差5.3理想气体的绝热过程6．热力学第一定律对实际气体的应用6.1节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应7．热力学第一定律对相变过程的应用8．化学热力学8.1化学反应热效应等压热效应与等容热效应；反应进度；8.2赫斯定律与常温下反应热效应的计算：赫斯定律；标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓8.3标准反应焓变与温度的关系—基尔霍夫定律第二章热力学第二定律1．自发过程的共同特征2．热力学第二定律3．卡诺定理3.1卡诺循环3.2卡诺定理4．过程的热温商与熵函数24.1可逆过程的热温商与熵函数的概念4.2不可逆过程的热温商与体系的熵变5．过程方向和限度的判据5.1克劳修斯不等式5.2熵增加原理6．△S的计算6.1简单状态变化过程△S的计算6.2相变过程△S的计算7．热力学第二定律的本质与熵的统计意义7.1热力学第二定律的本质7.2熵和热力学概率—玻兹曼公式8．热力学第三定律与规定熵8.1热力学第三定律8.2规定熵8.3化学反应过程熵变的计算9．亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能9.1亥姆霍兹自由能及△A判据9.2吉布斯自由能及△G判据10．过程△G的计算与应用10.1理想气体等温过程△G的计算10.2纯物质相变过程△G的计算11．热力学关系式11.1四个热力学基本关系式11.2对应系数关系式与麦克斯韦关系式第三章化学势1．溶液组成的表示法2．偏摩尔量与化学势2.1偏摩尔量的定义和集合公式2.2化学势的定义及其与温度、压力的关系3．稀溶液中两个经验定律3.1拉乌尔定律3.2亨利定律4．混合气体中各组分的化学势4.1理想气体的化学势4.2非理想气体的化学势5．理想溶液的定义、通性及各组分的化学势5.1理想溶液的定义及各组分的化学势5.2理想溶液的通性6．稀溶液中各组分的化学势7．稀溶液的依数性7.1蒸汽压下降7.2凝固点下降和沸点上升7.3渗透压8．非理想溶液中各组分的化学势与活度的概念第四章化学平衡1．化学反应的等温方程式与标准平衡常数1.1化学反应的等温方程式1.2标准平衡常数2．平衡常数的表达式2.1气相反应的平衡常数的表达式3．复相化学平衡33.1平衡常数的表达式3.2解离压力4．平衡常数的测定与平衡转化率的计算5．标准生成吉布斯自由能5.1标准生成吉布斯自由能5.2反应的标准吉布斯自由能改变的计算6．温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响6.1温度对平衡常数影响—标准平衡常数与温度的关系6.2压力对化学平衡的影响6.3惰性气体对化学平衡的影响7．同时平衡与反应的耦合第五章多相平衡1．多相体系平衡的一般条件2．克拉贝龙方程3．相律3.1独立组分数、自由度3.2相律4．单组分体系的相图—水的相图5．二组分体系的相图及其应用5.1双液系：理想和非理想完全互溶双液系；杠杆规则与蒸馏原理；部分互溶和不互溶双液系5.2简单低共溶混合物体系5.3形成化合物体系：稳定化合物；不稳定化合物5.4完全互溶和部分互溶双液系的相图6．三组分体系的相图及其应用6.1等边三角形坐标表示法6.2部分互溶的三液体体系6.3二盐一水体系第六章统计热力学初步（非必考内容）第七章电化学（一）电解质溶液1、离子的迁移（1）电解质溶液的导电机理、法拉第定律（2）离子的迁移和离子迁移数的概念2、电解质溶液的电导（1）电导、电导率和摩尔电导率（2）电导测定的仪器及方法（3）电导率和摩尔电导率随浓度的变化规律（4）离子独立移动定律及离子摩尔电导率3、电导测定的应用（1）求算弱电解质的电离度及电离平衡常数（2）求算微溶盐的溶解度和溶度积（3）电导滴定4、强电解质的活度和活度系数（1）溶液中离子的活度和活度系数、离子平均活度、离子平均活度系数、离子平均质量摩尔浓度（2）离子强度5、强电解质溶液理论（基本了解）（1）离子氛模型及德拜-尤格尔公式（2）不对称离子氛模型及德拜-尤格尔-盎萨格电导公式（二）可逆电池电动势46、可逆电池（1）可逆电池必须具备的条件（2）可逆电极的种类及电极反应（3）电池电动势的测定（方法原理、所用主要仪器）（4）电池表示式（电池组成及结构的书写惯例）（5）电池表示式与电池反应的“互译”7、可逆电池热力学（1）可逆电池电动势与浓度的关系A.能斯特（Nernst）公式及其中各参数的意义B.电池标准电动势的测定和求算（2）电池电动势E及其温度系数与电池反应热力学量的关系（3）离子的热力学量8、电极电势（1）电池电动势产生的机理A.电极–溶液界面电势差B.溶液–溶液界面电势差、盐桥（构成及作用）C.电池电动势的产生（2）电极电势A.标准氢电极（构成及规定）B.任意电极电势数值和符号的确定C.电极电势的能斯特（Nernst）公式D.参比电极（种类及作用）9、由电极电势计算电池电动势（1）单液化学电池（2）双液化学电池（3）单液浓差电池（4）双液浓差电池（5）双联浓差电池10、电极电势及电池电动势的应用（1）判断反应趋势（2）求化学反应的平衡常数（3）求微溶盐活度积（4）求离子平均活度系数（5）pH值的测定（6）电势滴定（三）不可逆电极过程11、电极的极化（1）不可逆电极电势（2）电极极化的原因（浓差极化、活化极化）（3）过电势（概念、测量方法及仪器）12、电解时的电极反应（1）阴极反应（2）阳极反应13、金属的腐蚀与防护（1）金属腐蚀现象及原理（2）金属腐蚀的防护措施14、化学电源（1）化学电源定义及种类（2）常用化学电源（锌锰干电池、铅酸蓄电池等）（3）高能电池（锂离子电池、燃料电池等）第八章表面现象与分散系统5（一）表面现象1、表面吉布斯函数、表面张力（物理意义）2、纯液体的表面现象（1）附加压力（2）曲率对蒸气压的影响（3）液体的润湿与铺展（4）毛细管现象3、气体在固体表面上的吸附（1）气固吸附（定义、作用）A.气固吸附的类型（物理吸附与化学吸附的比较）B.吸附平衡与吸附量C.吸附曲线的种类及特征（2）朗格缪尔（Langmuir）单分子层吸附等温式A.朗格缪尔气固吸附理论（基本假设、吸附公式推导及应用）（3）BET多分子层吸附等温式（4）其它吸附等温式4、溶液的表面吸附（1）溶液表面的吸附现象A.正吸附、负吸附B.表面活性剂（定义、结构特征）（2）吉布斯吸附公式（3）表面活性剂的吸附层结构（4）表面膜5、表面活性剂及其作用（1）表面活性剂的分类（2）胶束和临界胶束浓度（3）表面活性剂的作用（作用类型、原理及与表面活性剂结构特征的关系）（二）分散系统6、分散系统的分类7、溶胶的光学及力学性质（1）光学性质–丁达尔效应（现象、应用）（2）力学性质–布朗运动（扩散、沉降与沉降平衡）8、溶胶的电性质（1）电动现象（电泳、电渗）（2）溶胶粒子带电的原因（3）溶胶粒子的双电层（4）溶胶粒子的结构（书写或示意图表达）9、溶胶的聚沉和絮凝（1）外加电解质对溶胶聚沉的影响（2）溶胶的相互聚沉（3）大分子化合物对溶胶稳定性的影响10、溶胶的制备与净化方法11、高分子溶液（简单了解）第九章化学动力学基本原理1、化学动力学概论（1）化学动力学的任务及目的（2）化学动力学发展简史（3）反应机理的概念（总反应、基元反应、简单反应、复合反应、反应分子数的概念以及它们之间的关系）2、反应速率和速率方程（1）反应速率的表示方法6（2）反应速率的实验测定（化学法和物理法的原理及优缺点）（3）反应速率的经验表达式（4）反应级数的概念（5）质量作用定律及其适用范围（反应级数与反应分子数的关系）（6）速率常数（其单位与反应级数的关系）3、简单级数反应的动力学规律（1）简单级数反应的定义，简单反应与简单级数反应之间的关系（2）一级反应、二级反应、三级反应、零级反应（对应的速率公式及其特点、半衰期公式及特征）4、反应级数的测定（1）积分法（2）微分法（3）过量浓度法（孤立法）5、温度对反应速率的影响（1）阿仑尼乌斯（Arrhenius）经验公式（2）活化能的概念及其实验测定A.活化分子与活化能B.活化能的求算方法（3）阿仑尼乌斯公式的一些应用6、简单碰撞理论（1）简单碰撞理论的基本假设（2）碰撞数、有效碰撞分数的物理意义（3）简单碰撞理论的成功与失败7、过渡态理论（1）势能面的概念及物理意义（2）反应途径、过渡态理论中的活化能（3）过渡态理论的成功与失败8、单分子反应理论（简单了解）第十章复合反应动力学1、典型复合反应动力学（速率公式及动力学特征）（1）对峙反应（可逆反应）（2）平行反应（竞争反应）（3）连串反应（连续反应）2、复合反应近似处理方法（1）稳态近似法（中间产物非常活泼且浓度极低）（2）平衡态近似法3、链反应（1）链反应的三个步骤（2）直链反应（3）支链反应4、反应机理的探索和确定（稳态近似法和平衡态近似法的应用）5、催化反应（1）催化反应的基本原理（催化剂的作用）（2）不同类型的催化反应（均向催化反应、复相催化反应、酶催化反应）6、光化学概要（1）光化学定律、量子效率和能量转换效率、光化学反应（2）光化学与热反应的比较7、快速反应及其研究技术（简单了解）第十一章量子力学基础1、微观粒子的运动特征（1）黑体辐射和能量量子化7（2）光电效应和光的波粒二象性（3）原子结构模型及氢原子光谱（4）实物微粒的二象性（5）不确定关系2、量子力学基本假设（1）状态的描述（2）力学量的描述（3）状态方程（4）测量问题（5）态叠加原理3.Schrodinger方程和一维势箱中的粒子4.三维势箱中的粒子第十二章原子结构1、单电子原子的Schrodinger方程2、单电子原子的Schrodinger方程的解(1)坐标变换(2)分离变量(3)Φ方程、R方程和Θ方程(4)单电子原子波函数(5)量子数的物理意义(6)波函数和电子云的图形3、电子自旋和Pauli原理4、多电子原子Schrodinger方程及其解5、屏蔽效应和原子轨道能级第十三章原子光谱1、氢原子光谱的精细结构（1）相对论效应（2）电子自旋效应（3）选择定则（4）塞曼效应2、多电子原子的角动量和光谱项符号3、由电子组态求光谱项（1）不等价电子的光谱项（2）等价电子的光谱项4、多电子原子光谱第十四章分子的对称性1、对称操作和对称元素2、对称类型—点群3、分子的对称性及极性4、分子的对称性及旋光性第十五章分子轨道理论1、氢分子离子H2+的结构（1）氢分子离子H2+的Schrodinger方程（2）氢分子离子H2+的Schrodinger方程的解（3）关于积分Sab,Haa和Hab（4）结果的讨论2、分子轨道理论大意3、原子轨道的线性组合和成键三原则4、双原子分子（1）同核双原子分子（2）异核双原子分子85、双原子分子的光谱项6、简单分子轨道（HMO）方法和共轭分子结构