北京科技大學

627-物理化學B

一、考試要求

物理化學入學考試是我校化學學科招收碩士研究生的水平考試之一。考試內容包含物理化學(占80%)和結構化學(20%)。主要考察學生對物理化學和結構化學的基礎知識和基本原理的掌握程度和綜合運用能力。

二、考試形式與試卷結構

1. 考試方式：閉卷，筆試

2. 題型：選擇題、填空題、計算題和問答題

3. 考試時間：180分鐘

三、考試內容

考試內容涉及物理化學和結構化學兩部分，下面將其主要內容分別介紹如下：

1. 物理化學

(1)熱力學第一定律：系統與環境、熱力學平衡態、狀態函數、狀態方程、熱、功、準靜態過程、可逆過程、熱力學第一定律、焓、等壓熱容和等容熱容、Gay-Lussac-Joule實驗、、絕熱可逆過程方程式和多方過程、Carnot循環、Joule-Thomson效應、熱化學、Hess定律、幾種熱效應、反應焓變與溫度的關系、絕熱反應。

(2)熱力學第二定律：自發反應的不可逆性、熱力學第二定律、Carnot定律、熵、Clausius不等式和熵增加原理、熱力學基本方程和T-S圖、熵和能量退降、熱力學第二定律的本質和熵的統計意義、Helmholtz自由能和Gibbs自由能、變化的方向和平衡條件、DG的計算示例、幾個熱力學函數的關系、熱力學第三定律與規定熵。

(3)多組分體系熱力學及其在溶液中的應用：多組分體系的組成表示法、偏摩爾量、化學勢、氣體混合物中各組分的化學式、稀溶液中的兩個經驗定律、理想液態混合物、理想稀溶液中任一組分的化學勢、稀溶液的化學勢、Duhem-Margule公式、活度與活度因子、滲透因子和超額函數、分配定律、理想液態混合物和理想稀溶液的微觀說明。

(4)相平衡：多相系統平衡的一般條件、相律、單組分系統的相平衡、二組分系統的相圖及其應用、三組分系統的相圖及其應用、二級相變。

(5)化學平衡：化學平衡的條件、化學反應的平衡常數和等溫方程式、平衡常數的表達式、復相化學平衡、標準摩爾生成Gibbs自由能、溫度壓力及惰性氣體對化學平衡的影響、同時化學平衡、反應的耦合、近似計算。

(6)電解質溶液：電化學中的基本概念和電解定律、離子的電遷移和遷移數、電解質溶液的電導、電解質的平均活度和平均活度因子。

(7)可逆電池的電動勢及其應用：可逆電池和可逆電極、電動勢的測定、可逆電池的書寫方式及電動勢的符號、可逆電池的熱力學、電動勢產生的機理、電極電勢和電池的電動勢、電動勢測定的應用。

(8)電解和極化作用：分解電壓、極化作用、電解時電池上的競爭反應、金屬的電化學腐蝕、防腐與金屬的鈍化。

(9)化學反應動力學基礎：化學反應速率的表示方法和速率方程、具有簡單級數的反應、幾種典型的復雜反應、基元反應的微觀可逆原理、溫度對反應速率的影響、活化能、鍵反應、擬定反應歷程的一般方法。

(10)表面物理化學：表面張力和表面Gibbs自由能、彎曲表面上的附加壓力和蒸汽壓、溶液的表面吸附、液-液界面的性質、膜、液-固界面、表面活性劑及其作用、固體表面的吸附、氣-固表面催化反應。

2. 結構化學

(1) 量子力學基礎：微觀粒子的運動規律、波函數的概念意義和性質、定態薛定諤方程、量子力學算符、本征方程、勢箱問題。

(2) 原子結構：單電子和多電子原子薛定諤方程的求解、電子軌道波函數等的圖形描述、電子軌道運動和自旋運動、原子整體量子數、原子光譜項。

(3)雙原子分子：分子軌道理論和MO-LCAO三原則、分子軌道理論處理雙原子分子得到相應的波函和能級及其性質。

(4) 多原子分子：飽和分子的離域MO和定域MO、平面共軛分子的HMO法處理、離域π鍵、分子圖、雜化軌道理論、價電子對互斥理論、分子的立體構型。

(5)分子對稱性：對稱元素、對稱操作、分子點群、分子的對稱性與旋光性、極性及反應機理的關系。

(6)配合物：配位場理論、軌道分裂、高自旋與低自旋、晶體場穩定化能、姜—泰勒效應、MOT(僅限八面體場)、σ配鍵-π配鍵、π-絡合物。

(7)晶體：點陣理論、晶體的宏觀對稱性、晶體的結構型式、密堆積和非密堆積、簡單的晶體能帶理論、金屬晶體、離子晶體、共價晶體、分子晶體等各種晶體的基本內容。

(8)測試方法：基本原理和基本應用、簡單的實驗技術、包括: X射線衍射、分子光譜、NMR、電子能譜、質譜。

四、主要參考書

1. 傅獻彩，沈文霞，姚天揚，侯文華， 《物理化學》 (第五版)上冊，高等教育出版社，北京，2006年。

2. 傅獻彩，沈文霞，姚天揚，侯文華， 《物理化學》 (第五版)下冊，高等教育出版社，北京，2006年。

3. 潘道皚編，《物質結構》，高教出版社，各版均可(第二版為教材)

4. 周公度編，《結構化學基礎》，北大出版社，各版均可