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202 4 年硕士研究生招生考试大纲
考试科目名称：物理化学 I 考试科目代码： 684
一、考试要求
物理化学 I考试大纲适用于北京工业大学环境与生命学部（ 0703 ）化学学科的硕
士研究生招生考试。考试内容包含物理化学基础理论部分（热力学统计和量子化学部
分除外），这门课程是物理化学学科的重要基础理论课。物理化学的考试内容主要包
括化学热力学基础与平衡理论、电化学理论基础、化学动力学理论、界面物理化学与
胶体与高分子体系五大部分，要求考生对其中的基本概念有深入的理解，系统掌握物
理化学中基本定理和分析方法，具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
要求学生具有必要的基础知识，熟练的计算能力，一定的分析、综合能力。
二、考试内容
（一）热力学第一定律及其应用
明确热力学的一些基本概念，如体系、环境、功、热、变化过程等。掌握热力
学第一定律和热力学能的概念。熟知功和热正负号的取号惯例。明确准静态过程与
可逆过程的意义。掌握 U 及 H 都是状态函数以及状态函数的特性。熟练应用热力学
第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的 U、 H、 Q 和 W 。 熟练应
用生成焓、燃烧焓来计算反应热。会应用赫斯定律和基尔霍夫定律。了解卡诺循环
的意义。了解摩尔定压、定容热容的概念；了解节流过程的特点及焦耳 -汤姆逊系数
的定义与实际应用。从微观角度了解热力学第一定律的本质。
（二）热力学第二定律
明确热力学第二定律的意义。掌握热力学第二定律与卡诺定理的联系。理解克
劳修斯不等式的重要性。熟记热力学函数 U、 H、 S、 F、 G 的定义，并了解其物理
意义。 明确 G 在特殊条件下的物理意义，会用它来判别变化的方向和平衡条件。
熟练计算过程的 S、 H 和 G， 能利用范霍夫等温式判别变化的方向。较熟练地运
用吉布斯 -亥姆霍兹公式、克拉贝龙方程式和克劳修斯 -克拉贝龙方程式。明确偏摩
尔量和化学势的意义。了解热力学第三定律的内容，明确规定熵值的意义、计算及
其应用。掌握熵增加原理和各种平衡判据。初步了解不可逆过程热力学关于熵流和
熵产生等基本内容。熟练掌握和使用标准摩尔定容热容、标准摩尔定压热容、标准
摩尔相变焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓和标准熵的定义和应用。
（三）溶液 — 多组分体系热力学在溶液中的应用
熟悉溶液浓度的各种表示法及其相互关系。理解理想溶液、稀溶液与实际溶液
三者的区别和联系。掌握拉乌尔定律和亨利定律以及它们的应用。理解理想体系
（理想气体、理想溶液、理想稀溶液）中各组分化学势的表达式及其应用。了解逸
度和活度的概念及逸度系数、活度系数的简单计算。了解从微观角度讨论溶液形成
时一些热力学函数的变化。了解稀溶液依数性公式的推导，以及分配定律公式的推
导，了解热力学处理溶液的一般方法。
（四）相平衡
明确相、组分数和自由度的概念，理解相律并掌握其简单应用。掌握杠杆规则
在相图中的应用。掌握单组分系统和二组分系统典型相图的特点。在双液系中以完
全互溶的双液系为重点了解其 p-x 图和 T-x 图，了解蒸馏和精馏的基本原理。在二
组分液 -固体系中，以简单低共熔物的相图为重点，了解相图的绘制及其应用。了解
水盐体系相图的应用。了解相图在萃取、结晶、纯化等过程中的应用。
（五）化学平衡
能够从化学势的角度理解化学平衡的意义，理解并掌握化学反应等温式的意义
与应用。了解均相和多相反应的平衡常数表示式的区别。 理解 Gm 的意义，会用
Gm 估计反应发生的可能性。熟悉 KO、 Kp 、 Kx 和 Kc 间的关系。 了解平衡常数与
温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响，并掌握其计算方法。能根据标准
热力学函数的表值计算平衡常数。熟练掌握用热力学方法计算化学反应标准平衡常
数。掌握反应物平衡转化率及体系平衡组成的计算。了解对同时平衡、反应耦合、
近似计算等的处理方法。初步了解生物能力学的基本内容。
（六）电解质溶液
明确电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系。熟悉离子独立移动
定律及电导测定的一些应用。了解迁移数与摩尔电导率、离子迁移率之间的关系。
明确电解质的离子平均活度系数的概念，并掌握其计算方法。了解强电解质溶液理
论（主要是离子氛的概念），并会使用德拜 -休克尔极限公式。
（七）可逆电池的电动势及其应用
熟悉电化学惯用的电极电势名称和符号。熟悉标准电极电势表的应用。对于所
给的电池，能熟练、正确地写出电极反应和电池反应。能根据化学反应来设计电
池。掌握电极电势及电动势的计算； 熟知标准电动势 E 与反应平衡常数 Ka的关
系。明确温度对电动势影响。掌握由电化学数据计算热力学函数的变量 rHm、
rSm、 rGm等。 了解电动势产生的机理及电动势测定法的一些应用。
（八）电解与极化作用
明确极化现象产生的原因、极化的分类、极化的机理。理解超电势、分解电压
等概念。了解超电势在电解中的作用。能计算一些简单的电解分离问题。了解金属
腐蚀的机理和各种防腐方法。了解化学电源的类型及应用。
（九）化学反应动力学基础
掌握等容反应速率的表示方法及其基元反应、反应级数、速率常数等概念。对
于由简单级数的反应如零级、一级、二级，要掌握其速率公式（微分式和积分式）
的各种特征并能够由实验数据确定简单反应的级数。对三级反应有一般的了解。对
三种复杂的典型反应（对峙反应、平行反应和连续反应）要掌握其各自的特点，并
对其中比较简单的反应能写出反应速率与浓度关系的微分式。明确温度、活化能对
反应速率的影响，理解阿累尼乌斯经验式中各项的含意，会计算 Ea 、 A、等物理
量。掌握链反应的特点及其速率方程的建立，会应用稳态近似、平衡假设等近似处
理方法。能够推断简单复杂反应的反应机理。
了解化学反应动力学的碰撞理论、过渡态理论和单分子反应理论的基本内容，
会计算一些简单基元反应的速率常数。 掌握 Ec、 Eb、 E0、 rHm、 rSm与 Ea和指
前因子 A 之间的关系。 初步了解分子反应动力学的常用实验方法和该研究在理论上
的意义。了解溶液中反应的特点和溶剂对反应的影响。了解快速反应所常用的测试
方法及弛豫时间。理解光化学反应的基本定律（光化当量定律、量子产率）及量子
产率的计算。了解催化反应的特点，明确催化作用的基本原理和常见的催化反应的
类型。
（十）界面现象
明确表面吉布斯自由能、表面张力、接触角的概念，了解表面张力与温度的关
系。明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系。会使用杨 -拉普拉斯
公式。了解弯曲表面上的蒸气压与平面相比有何不同，熟练掌握定量应用开尔文公
式，会用这个基本原理解释常见的表面现象。理解吉布斯吸附等温式的表示形式，
各项的物理意义，并能应用及作简单计算。了解液 -液、液 -固界面的铺展与润湿情
况。理解气 -固表面的吸附本质及吸附等温线的主要类型。掌握 Langmuir 吸附理论
要点。对弗伦德利希等温式、 BET 多分子层吸附等温式有初步了解。了解表面活性
剂的特点、作用及大致分类。理解和使用 Langmuir-Hinshclwood 和 Langmuir-Rideal
历程的假设和应用。
（十一）胶体分散体系和大分子溶液
了解胶体分散体系的基本特性。掌握胶体分散体系在动力性质、光学性质及电
学性质等方面的特点以及如何利用这些特点对胶体进行粒度大小、带电情况等方面
的研究并应用于实践。了解溶胶在稳定性方面的特点及电解质对溶胶稳定性的影
响，会判断电解质聚沉能力的大小。了解乳状液的种类、乳化剂的作用以及在工业
和日常生活中的应用。了解大分子溶液与溶胶的异同点。了解什么是唐南平衡，如
何较准确地用渗透压法测定电离大分子物质的相对分子质量。了解聚合物相对分子
质量的种类及其测定方法。对天然大分子、凝胶的特点等有一个初步的概念。
三、参考书目
1.《物理化学》（第五版），上册，刘俊吉，周亚平，李松林著天津大学物理化
学教研室编，高等教育出版社， 2009 年出版
2.《物理化学》（第五版），下册，李松林，周亚平，刘俊吉著天津大学物理化
学教研室编，高等教育出版社， 2009 年出版
3.《物理化学》（第五版），上、下册，傅献彩、沈文霞、姚天杨、侯文华编，
高等教育出版社， 2005 年；《物理化学》（第四版），上、下册，傅献彩、沈文霞、
姚天杨编，高等教育出版社（ 1990 年），也可作为参考
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