物理化学乙.docx

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物理化学乙

《物理化学（甲）》考试大纲

一、内容：

涵盖物理化学（占80%左右）和结构化学（占20%左右）。

二、物理化学大纲

１.气体的PVT关系

基本内容：

理想气体状态方程；分压定律和分体积定律；理想气体的微观模型；气体的液化；范德华方程与维里方程；临界性质；对应状态原理；压缩因子图。

２.热力学第一定律

基本概念：

重要热力学概念；热力学第一定律；热、功；内能；焓；热容；可逆体积功；相变焓；反应焓；节流膨胀。

基本内容：

热力学基本概念及术语；热力学第一定律的表述与数学表达式；Qv=ΔU,Qp=ΔH及H的定义；过程热的计算；Cp与Cv的关系；由Cp计算Qp和ΔH；理想气体的等温可逆过程与绝热可逆过程功的计算；其他常见过程功的计算；相变焓、相变过程、相变热的计算；化学变化过程、化学反应热效应的计算；化学反应进度；标准热力学函数的计算。

３.热力学第二定律

基本概念：

卡诺循环，过程可能性判据，热力学第二定律，熵及熵变，第三定律，吉布斯自由能，亥姆霍兹自由能，热力学基本方程及麦克斯韦关系式，特性函数，克－克方程。

基本内容：

卡诺循环；自发过程的共同特征；卡诺定理与热力学第二定律，熵增原理；熵函数，熵判据；各种典型过程熵变的计算；热力学第三定律，规定熵与标准熵；亥姆霍兹函数与吉布斯函数；ΔA与ΔG判据；一些基本过程ΔG的计算与应用；热力学基本方程与麦克斯韦关系式；吉布斯—亥姆霍兹方程；克拉贝龙方程及其应用。

４.多组分系统热力学

基本概念：

偏摩尔量，化学势，化学势判据，拉乌尔定律，亨利定律，理想液态混合物，理想稀溶液，稀溶液的依数性，逸度与逸度因子，活度与活度因子，热力学标准态。

基本内容：

偏摩尔量与摩尔量；偏摩尔量的集合公式；Gibbs-Duhem方程；化学势的定义与各类系统化学势的表示式；化学势判据；拉乌尔定律与享利定律；理想液态混合物的定义及其特征；稀溶液的定义及其依数性；逸度与逸度因子的计算；活度和活度因子的计算；标准态选择与活度的关系；简单汽液平衡计算。

5.相平衡

基本概念：

相律，相数、组分数和自由度数，单组分体系相图，二组分体系相图，步冷曲线，杠杆规则，三组分系统相图

基本内容：

相律f=C-P+2；常见单组分系统相图；一级相变与二级相变；二组分气液平衡相图及杠杆规则；二组分理想液态混合物的气液平衡相图；二组分真实液态混合物的气液平衡相图；水蒸汽蒸馏、精馏原理；二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气液平衡相图；二组分系统液—固平衡相图；二组分固态不互溶凝聚系统相图；相图分析；热分析法制相图及溶解度法制相图；重结晶原理；二组固态互溶系统相图；固态完全互溶系统相图；固态部分互溶系统相图；生成稳定化合物与不稳定化合物凝聚系统相图。

6.化学平衡

基本概念：

摩尔反应Gibbs函数，化学反应等温方程，标准平衡常数，经验平衡常数，化学平衡，平衡转化率，范特霍夫方程，平衡移动。

基本内容：

反应等温方程式的表达与应用；有关标准平衡常数的计算与应用；标准平衡常数的实验测定法；各种平衡常数之间的关系；平衡组成的计算；复相反应的平衡问题；温度对化学平衡的影响；压力对化学平衡的影响；惰性组分对平衡转化率的影响；反应物配比对平衡转化率的影响；同时平衡组成的计算；反应的耦合；实际气体反应及溶液中反应的热力学处理方法。

７.电化学

基本概念：

电解质溶液，电导，电导率，摩尔电导率，迁移数，离子电迁移率，离子独立运动定律，平均离子活度，平均离子活度因子，离子强度，离子互吸理论，可逆电池，电动势，原电池热力学，电池反应，电极反应，能斯特方程，电极电势，浓差电池，液体接界电势，分解电压，极化，超电势，极化曲线。

基本内容：

电解池、原电池和法拉第定律；正极负极和阴极阳极的定义；离子的电迁移及迁移数；电解质溶液的电导率与摩尔电导率；离子独立运动定律；电导率、摩尔电导率与浓度的关系；离子的摩尔电导率与离子的迁移率；电导测定的应用；平均离子活度、平均离子活度因子的定义及其与离子强度的关系；极限公式；可逆电池；电池电动势和电极电势的能斯特方程；原电池设计；原电池热力学计算；电动势测定的应用；电极上的竞争反应。

8.统计热力学初步

基本概念：

能级，简并度，定域子系统，离域子系统，独立子系统，相依子系统，能级分布，状态分布，微态数，最概然分布，平衡分布，玻尔兹曼分布，配分函数，统计熵，系综。

基本内容：

统计分布，统计平均，玻尔兹曼统计，熵的本质及玻尔兹曼公式，配分函数及其意义，配分函数的相关计算，热力学函数的统计计算，系综原理，统计热力学初步应用。

9.化学动力学基础

基本概念：

化学反应速率，基元反应，非基元反应，速率方程，反应级数，速率常数，阿伦尼乌斯方程，活化能，对行反应，平行反应，连串反应，链反应，爆炸极限，平衡近似，稳态近似，决速步近似，碰撞理论，过渡状态理论，势能面，活化络合物，单分子反应，分子反应动态学，笼效应，原盐效应，光化学反应，量子产率，催化反应动力学。

基本内容：

反应速率的定义及其实验测定；反应物浓度对反应速率的影响；反应速率方程；速率常数的意义；反应分子数与反应级数的区别与联系；简单反应动力学方程的积分形式及有关计算；温度对反应速度的影响；活化能计算和阿累尼乌斯公式的应用；对峙反应、平行反应、连串反应的动力学分析；复合反应的近似处理法；根据反应机理拟定速率方程；单分子反应机理；链反应的特征；动力学理论的要点；光化学反应动力学；各类催化反应动力学的基本特征。

10.界面化学及胶体化学

基本概念：

表面自由能，表面张力，界面张力，弯曲液面，附加压力，亚稳状态，物理吸附，化学吸附，Langmuir吸附，BET吸附，接触角，润湿，铺展，表面过剩，单分子膜，表面活性剂，胶体，胶团，电泳，电渗，乳状液，溶胶，凝胶，高分子溶液。

基本内容：

界面张力、界面功与界面吉布斯函数；弯曲液面的附加压力；蒸气压与表面曲率的关系；亚稳状态与新相的生成；杨氏方程和润湿现象；固体表面上的吸附作用及等温吸附公式；Langmuir吸附公式及其应用；BET吸附的特征；吸附热力学；溶液表面的吸附作用及吉布斯吸附公式；表面活性物质的结构及其应用；胶体化学；高分子溶液。

三、结构化学大纲

1.量子理论

旧量子论；氢原子光谱；Bohr理论；波粒二象性；波函数；薛定谔方程；算符；算符的本征值问题及平均值公式；量子力学原理在简单体系中的应用。

2.原子结构

单电子原子的结构；定态薛定谔方程；能级表达式及几个量子数值之间的关系；波函数及电子云的图形表示及其物理意义；轨道角度分布图；多电子体系波函数的Pauli原理以及反对称波函数的行列式；双电子体系的波函数；Hund规则；多电子原子的组态和电子填充原则；根据电子壳层结构解释元素化学性质的周期性变化，及一些元素的性质；原子的整体状态和光谱项。

3.双原子分子

线性变分法及其对H2+的处理；双原子分子中的电子运动；共价键本质；简单分子轨道理论；双原子分子的轨道类型；双原子分子电子组态；双原子分子性质的解释（键的强度、键长、键型及键的种类）；分子轨道与化学键联系和区别；价键理论。

4.对称性与点群

对称操作和对称元素；分子对称操作；分子点群；典型分子的点群结构；分子点群的乘法表；群的表示；群的性质；点群的性质；点群的特征标表；点群的特征标表的应用；点群与分子的旋光性的关系；点群与分子的偶极矩的关系。

5.多原子分子

杂化轨道理论；等性杂化与不等性杂化；多原子分子构型；多原子分子中非定域分子轨道的离域化；杂化轨道理论与分子轨道理论的比较；分子结构与性质的关系。

6.共轭分子

HMO近似方法；久期行列式；轨道能、总能量和离域键键能，离域能的计算；分子图各项含义及其计算；缺电子分子和多中心键；共轭分子的书写及分类；分子轨道对称守恒原理；前线轨道理论；分子轨道能级相关图；电环合反应立体专一性及其他简单典型反应机理的解释。

7.过渡金属化合物

晶体场理论和配位场理论；配位化合物的结构及在水中的颜色的解释；应用晶体场理论对过渡金属化合物进行解释；稳定化能的求解；配位化合物的结构畸变；高自旋和低自旋化合物的区别与联系；不同配位化合物的结构与性质；分子轨道理论在配合物中的应用。

8.簇合物和团簇

轨道分裂；分裂能的概念及应用；分子轨道理论；羰基络合物及不饱和烃络合物的结构-性质；原子簇化合物的9n+2成键规则；分子磁性及磁共振谱；磁化率及应用；核磁共振谱；顺磁共振；X射线光电子能谱及紫外光电子能谱。

9.固体

晶体的点阵结构、结构基元；空间点阵的划分、点阵单位，晶面指标；晶体结构的描述，晶胞，晶胞参数，原子分数座标；晶体的宏观对称性；晶体的对称操作，对称元素及符号，七个晶系及各晶系的特征对称元素；32个晶体点群；晶体的微观对称性；螺旋轴；各类晶体的典型结构；金属晶体的能带理论；离子键的本质，晶格能的计算；典型共价晶体，分子晶体及氢键晶体的结构特点；混合键型晶体；硅酸盐结构；晶体缺陷。

《物理化学（乙）》教学大纲

一、教学目的和教学要求

通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和基本方法的框架，掌握热力学、动力学、电化学、统计热力学中的普遍规律，学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法，培养解决问题的能力。

二、教学内容

１绪论

气体的PTV性质

２热力学第一定律

基本概念，定律表述，热，内能，焓，热容，可逆体积功计算，节流膨胀，反应热

３热力学第二定律：

卡诺循环，过程可能性判据，热力学第二定律，熵及熵变计算，第三定律，吉布斯自由能与亥姆霍兹自由能及其改变量计算，热力学基本方程及麦克斯韦关系式，特性函数，克－克方程．

４．多组分系统热力学：

拉乌尔定律，偏摩尔量，化学势，理想稀溶液，稀溶液的依数性，逸度及系数，活度及系数，标准态

５．化学平衡：

标准平衡常数，化学反应等温方程，化学平衡及其平衡常数的计算方法，化学反应平衡移动原理．

６．相平衡：

相律，单组分体系相图，二组分体系相图，超临界状态，三组分系统．

７．电化学

电解质溶液，电导，电迁移，电化学热力学，电极电势，能斯特方程，可逆电池电动势及其应用，原电池设计，电解和极化

８．统计热力学初步

统计分布，统计平均，玻尔兹曼统计分布定律，熵的本质及玻尔兹曼公式，配分函数及其热力学函数的统计计算，统计热力学应用－平衡常数计算等

９．表面现象（界面现象）及胶体化学

表面自由能（表面张力），表面热力学，溶液与固体表面上的饿吸附作用，吸附等温式，表面活性剂，溶液的性质及其稳定性，高分子溶液

１０．化学动力学基础

基本概念:

化学反应速率,速率方程，简单级数反应动力学规律，反应级数测定，速率常数计算，复杂反应动力学，基元反应速率理论

三、参考书

1）《物理化学》（第四版）（上，下），天津大学物理化学教研室编，宋世谟，庄公惠，王正烈修订，高等教育出版社，1993

2）《物理化学》（第五版）（上、下），傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编，高等教育出版社，2006

3）《物理化学》第四版，（上，中，下），胡英主编,高教社出版，2000

《有机化学》考试大纲

一、教学目的和教学要求

有机化学是综合性大学化学系基础课之一，也是生物化学、药物化学、材料化学，化学工程、高分子化学、农业化学等学科的基础。

通过有机化学这门课程的学习，要使学生达到如下要求：

掌握各官能团结构、性质、制备及其相互转换和有机化学基本原理组成。

涉及的官能团有：

烷、烯、炔、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧酸、羧酸衍生物、胺、硝基化合物、杂环、氨基酸、碳水化合物等；涉及的基本原理有：

立体化学、结构解析、自由基取代、亲电加成、亲电取代、亲核加成和亲核取代等机理初步。

通过基础知识部分的学习，要求学生对有机化学学科有一个系统的认识，并了解其在化学、化工、环境、材料、能源、生命、医药、农业等学科中的根基地位及其相互的关系。

二、教学内容

（一）结构与性质

1.了解有机化学的发展史以及有机化学与生命科学的关系；

2.有机分子的结构：

共价键、碳原子的特性；

3.有机化合物分子的表示法：

实验式、结构式、投影式；

4.有机化合物中的共价键：

碳原子的杂化轨道、σ键和π键；

5.共价键的属性；键长、键角、键能、极性和极化度；

6.有机化合物结构和物理性质的关系，分子间作用力对溶解度、沸点、熔点、比重的影响。

（二）饱和脂肪烃

1.烷烃的结构：

SP3杂化；同系列；烷基的概念；同分异构现象；伯、仲、叔、季碳原子的概念；烷烃分子的构象：

Newmann投影式，重叠式与交叉式构象及能垒。

2.烷烃的命名：

普通命名法及系统命名法；

3.烷烃的物理性质；

4.烷烃的化学性质：

自由基取代反应游离基取代反应历程（均裂反应、链锁反应的概念及能量曲线、过渡态及活化能）

5.氧化反应及热化学方程式；

6.烷烃的来源和用途；

7.环烷烃的分类和命名（单环烷烃、螺环和桥环化合物）；

8.环烷烃的结构，张力学说；

9.环烷烃的化学性质：

开环反应、取代反应

10.环烷烃的构象：

环己烷的椅式和船式构象；直立键、平伏键；优势构象；纽曼投影式；

11.构象分析：

顺-十氢萘、反-十氢萘；顺、反-取代环己烷的稳定性。

（三）不饱和脂肪烃

1.烯烃的结构：

SP2杂化、异构现象（结构异构和位置异构）；

2.烯烃的命名：

顺反异构体的命名；Z、E标记法；次序规则；

3.烯烃的物理性质

4.烯烃的化学性质：

加成反应（加卤素、卤化氢、水、硫酸、次卤酸、硼氢化、催化氢化等），氧化反应，聚合反应，自由基加成反应，不对称烯烃与极性试剂的加成反应和加成产物的定位；

5.亲电加成反应历程，碳正离子的稳定性；

6.诱导效应：

产生、特点，马氏加成和反马氏加成；

7.炔烃的结构和命名、炔烃的物理性质；

8.炔烃的化学性质：

加成反应（亲电和亲核加成）；氧化反应，聚合反应，金属炔化物的生成；

9.共轭效应：

π-π共扼效应，p-π共扼效应，超共轭效应；

10.共轭二烯烃：

1,2-加成和1,4-加成；Diels-Alder反应；

11.炔烃的制法。

（四）芳香烃

1.芳香烃的分类和命名；

2.单环芳烃：

苯的结构、苯的稳定性；

3.单环芳烃的物理性质；

4.单环芳烃的化学性质：

苯环上的亲电取代反应（卤代、硝化、磺化、Friedel-Crafts烷基化和酰基化）；芳烃环的氧化反应；芳烃侧链的反应（氧化和α-氢的卤代）；

5.芳环亲电取代反应历程；

6.芳环上亲电取代反应的定位规律及其解释；

7.稠环芳烃：

萘、蒽、菲的结构；稠环芳烃的化学性质：

亲电取代、氧化、还原；

8.芳香性与Huckel规则；环多烯。

（五）对映异构

1.偏振光和旋光性；旋光度和比旋光度

2.手性和手性碳原子，对称因素和对称操作，分子的手性与对称性；对映异构体，外消旋体；

3.旋光异构体构型表示法，Fischer投影式和透视式，顺序规则，对映体的命名：

绝对构型和R、S表示法；

4.含两个和两个以上手性碳原子的开链化合物，非对映异构体，内消旋体；

5.外消旋体的拆分。

（六）核磁共振、质谱和红外光谱

1.核磁共振氢谱：

屏蔽效应和化学位移，自旋偶合和偶合常数，积分比例；

2.质子去耦碳谱：

碳化学位移；

3.质谱：

分子离子峰，同位素丰度，主要碎片峰；

4.红外光谱：

振动的类型，各官能团的特征吸收频率；

5.紫外光谱：

跃迁类型，共轭体系和最大吸收波长的关系。

（七）卤代烃

1.卤代烷的分类和命名，异构现象，伯、仲、叔卤代烷；

2.卤代烷的物理性质；

3.卤代烷的化学反应：

亲核取代反应（被亲核试剂如OH、OR、NHR、CN等取代），消除反应（脱卤化氢），与金属的反应（与金属镁反应生成格氏试剂、还原反应，卤离子交换反应；

4.亲核取代反应的机理，SN1、SN2；反应坐标，过渡态和中间体；试剂的亲核性强弱；亲核取代反应的立体化学；

5.消除反应的历程，E1，E2；消除方向的查依采夫规则；消除反应的立体化学；

6.消除反应与取代反应的竞争；

7.卤代烃制备方法；

8.卤代芳烃及反应：

芳环上亲核取代反应及机理，苯炔。

（八）醇、酚

1.醇的分类、命名和结构；

2.醇的物理性质；氢键对醇物理性质的影响；

3.醇的化学性质：

醇羟基的酸碱性；醇与金属的反应；醇羟基被卤离子取代的反应（与HX氢卤酸的反应，与卤化磷PX3、PX5的反应，与二氯亚砜的反应）；醇的脱水反应（分子内、分子间）；醇的酯化反应；醇的氧化反应；

4.一元醇的制备；

5.酚的分类、命名和结构；酚的物理性质

6.酚的化学性质：

酚的酸性；取代基对酚的酸性的影响；苯环上的亲电取代反应；酚的氧化反应；

7.酚的制备。

（九）醚

1.醚的分类、命名、结构和物理性质；

2.醚的化学性质：

醚的碱性和盐的生成；醚键的断裂；环醚的分类和结构；

3.环氧化物的开环反应；环氧化合物的制备方法；

4.冠醚：

命名和应用。

（十）醛、酮

1.羰基的结构和特点；

2.醛酮的分类和命名；醛酮的物理性质；

3.醛酮的化学性质：

羰基的亲核加成反应（加水、加醇、缩醛缩酮、加亚硫酸氢钠）；与氮亲核试剂的加成（肟、腙、缩氨脲和Schiff碱的生成）；与碳亲核试剂的加成（与有机金属试剂、氰负离子的加成）；α-氢的反应（羟醛缩合，卤代，卤仿反应）；氧化反应，还原反应，歧化反应；安息香缩合；

4.亲核加成反应历程；

5.酮-烯醇式互变异构及平衡；

6.α，β-不饱和醛酮：

1，2-加成和1，4-加成；Michael加成反应；选择性还原；

7.一元醛酮制备方法；

（十一）羧酸

1.羧酸的分类、命名、结构和物理性质；

2.羧酸的酸性；取代基对羧酸酸性的影响，诱导效应；

3.羧酸的化学反应：

羧酸衍生物的生成，脱羧反应，还原反应，α-氢的卤代反应；

4.一元羧酸的制法；

5.二元羧酸的性质；

（十二）羧酸衍生物和取代羧酸

1.分类、结构、命名和物理性质；

2.羧酸衍生物的化学性质：

水解、醇解、氨解、酸解反应，反应活性比较；

3.α，β-不饱和羧酸：

反应和制备；

4.羟基酸：

制备及反应；个别醇酸（乳酸，酒石酸，柠檬酸）；

5.酚酸：

制备方法，水杨酸，对羟基苯甲酸；

6.羰基酸：

丙酮酸的性质；β-酮酸的性质；γ-酮酸的性质；

7.β-酮酸酯：

β-酮酸酯的α-氢的酸性；酮式-烯醇式互变异构平衡；β-酮酸酯的烃化和酰化；成酮水解和成酸水解；β-酮酸酯Claisen缩合和Dieckmann缩合；

（十三）胺

1.胺的结构、分类和命名，胺的物理性质；

2.胺的酸碱性及强度比较；

3.胺的化学性质：

烃基化反应，酰基化反应，与亚硝酸的反应，芳胺的保护和芳环上的反应；

4.胺的制备：

直接氨化，Gabriel合成法，还原法，醛酮的还原氨化，Hofmann重排；

5.季铵盐和氢氧化四烃基铵：

相转移催化，Hofmann消去；

6.胺的氧化物：

Cope消去。

（十四）其他含氮合物

1.芳香族硝基化合物：

还原、芳环上的亲核取代反应；

2.脂肪族硝基化合物：

性质和反应；

3.芳基重氮盐：

结构和性质；重氮盐的取代反应；重氮盐的偶联反应；还原；

4.偶氮化合物：

制法和反应；

（十五）杂环化合物

1.杂环化合物分类、命名；

2.杂环化合物结构与芳香性；

3.含一个杂原子的五元杂环（吡咯、呋喃、噻吩）：

结构、物理性质、化学反应；

4.含两个以上杂原子的五元杂环（咪唑、三唑、恶唑、噻唑、异恶唑等）：

结构和基本性质；

5.六元杂环（吡啶）：

结构、物理性质、化学反应；

（十六）碳水化合物

1.单糖的结构：

单糖的链状结构、变旋现象和环状结构；Fischer投影式、Haworth式和构象式；

2.单糖的化学性质：

异构化反应、氧化反应、还原反应、成脎反应、成苷反应；

3.重要单糖和糖苷：

D-核糖、D-2-脱氧核糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-半乳糖；

4.低聚糖：

常见还原性低聚糖：

麦芽糖、纤维二糖、乳糖；常见非还原性低聚糖：

蔗糖。

（十七）氨基酸、蛋白质和核酸

1.氨基酸的分类、结构和命名；氨基酸的物理性质；

2.α-氨基酸的化学性质：

两性性质和等电点；α-氨基酸的化学反应；

3.多肽的结构和性质：

多肽和蛋白质的结构测定；

4.蛋白质的一级结构；

5.蛋白质的性质：

两性性质和等电点；

6.核酸：

核酸的组成和结构；核苷、核苷酸；核糖核酸和脱氧核糖核酸。

（十八）类脂、萜类化合物、甾族化合物

1.类脂类：

脂肪酸、油脂、蜡、磷脂；

2.萜类化合物结构和命名；

3.甾族化合物结构和命名。

三、推荐教材（含教材名、主编、出版社、出版年）

1.有机化学、王彦广、第二版、化学工业出版社、2008。