河北工業大學2021年碩士研究生招生考試自命題科目考試大綱 

科目代碼：851 

科目名稱：無機化學和物理化學 

適用專業：化學 

一、考試要求 無機化學和物理化學適用于河北工業大學化工學院化學專業研究生 招生專業課考試。本科目涵蓋無機化學和物理化學相關內容。主要考察學 生對于無機化學基本概念、基本理論和基礎知識的掌握情況和靈活運用能 力，對于物理化學的基本概念、計算方法以及一般科學方法的訓練和邏輯 思維能力的培養，使學生體會和掌握怎樣由實驗結果出發進行歸納和演 繹，或由假設和模型上升為理論，并結合具體實際條件運用所學知識分析 問題和解決問題的能力。

 二、考試形式 試卷采用客觀題型和主觀題型相結合的形式，主要包括選擇題、填空 題、簡答題、計算題、分析論述題等。考試時間為 3 小時，總分為 150 分， 無機化學部分 75 分，物理化學部分 75 分。 

三、考試內容 

（一）無機化學部分： 無機化學考察知識點如下： 知識模塊 1：化學反應中的質量關系和能量關系 主要內容：1）物質的聚集狀態和層次；2）化學中的計量；3）化學 反應中的質量關系；4）化學反應中的能量關系。 基本要求：1）了解物質的等離子態。2）熟悉體系與環境、狀態函數、 熱、功、熱力學能的概念和標準摩爾生成焓的含義。3）理解化學計量數 和反應進度的含義，熟悉熱化學方程式的書寫，掌握赫斯定律的應用，理 解等壓反應熱與焓變的關系。4）會應用熱化學方程式和標準摩爾生成焓 計算標準摩爾反應焓變。 知識模塊 2：化學反應的方向、速率和限度 主要內容：1）化學反應的方向和吉布斯自由能變；2）化學反應速率； 3）化學反應的限度；4）化學平衡的移動。 基本要求：1）了解化學反應速率方程和以反應進度定義的反應速率 的概念。2）能用活化能和活化分子的概念解釋濃度、溫度、催化劑對反 應速率的影響。3）了解影響多相反應速率的因素。4）理解熵、吉布斯自 由能的概念，熟悉ΔrGΘ m 及ΔrGm 的計算，會用ΔrGm 判斷反應的方向，以及 由標準吉布斯自由能變計算標準平衡常數。5）深刻理解化學平衡的概念、 平衡常數的意義、經驗平衡常數與標準平衡常數的區別，化學平衡移動的 規律及多重平衡規則，能利用平衡常數計算平衡體系各組分的濃度（或分 壓），以及轉化率、產率等。理解在實際應用中需綜合考慮反應速率和化 學平衡的必要性。 知識模塊 3：酸堿反應和沉淀反應 主要內容：1）水的解離反應和溶液的酸堿性；2）弱電解質的解離反 應；3）鹽類的水解反應；4）沉淀反應。 基本要求：1）掌握溶液的酸堿性和 pH 值、弱電解質的解離平衡（含 分級解離平衡）、解離度、稀釋定律、鹽的水解（含分級水解）、同離子效 應、緩沖溶液、溶解-沉淀平衡、溶度積規則等內容。2）會計算一元弱酸、 一元弱堿的解離平衡組成（含同離子效應及緩沖溶液的 pH 值計算）。3） 會利用溶度積規則判斷沉淀的產生、溶解、分步沉淀、沉淀的轉化及有關 計算。 知識模塊 4：氧化還原反應與應用電化學 主要內容：1）氧化還原反應方程式的配平；2）電極電勢；3）氧化 還原反應的方向和限度；4）電勢圖及其應用；5）實用電池；6）電解；7） 電鍍；8）金屬腐蝕與防腐。 基本要求：1）理解氧化數的概念，能用氧化數法和離子電子法配平 氧化還原反應方程式。2）了解原電池的構成及表示方法，熟悉氧化還原 平衡和電極電勢的概念，能通過計算說明分壓、濃度（含酸度）對電極電 勢的影響。3）會用電極電勢來判斷氧化劑或還原劑的相對強弱，計算原 電池的電動勢，計算 KiΘ、Ksp Θ；會用ΔrGm、E 判斷氧化還原反應進行的 方向；理解ΔrGΘ m與平衡常數的關系并掌握有關計算。4）熟悉元素的標準 電極電勢圖的應用。5）初步了解ΔrGΘ m-N 圖及其應用。6）了解幾種實用 電源的原理、構造以及各自用途，一般了解電解、電鍍、金屬腐蝕與防腐 的原理及應用。 知識模塊 5：原子結構與元素周期性 主要內容：1）原子和元素；2）原子結構的近代概念；3）原子中電 子的分布；4）原子性質的周期性。 基本要求：1）了解核外電子運動的特征——波粒二象性。2）了解原 子軌道、波函數、概率、概率密度、電子云等概念。理解波函數的角度分 布圖和電子云的角度分布圖。3）熟悉四個量子數對核外電子運動狀態的 描述。理解電子層、亞層、能級、能級組的含義。4）掌握原子核外電子 排布原理、一般規律和各區元素原子電子層結構的特征。5）熟悉原子半 徑、電離能、電子親和能、電負性和主要氧化數的周期性變化。 知識模塊 6：分子的結構與性質 主要內容：1）鍵參數；2）價鍵理論；3）分子的幾何構型；4）分子 軌道理論；5）分子間力和氫鍵。 基本要求：1）從價鍵理論理解共價鍵的形成、特性(方向性和飽和性) 和類型（?鍵、π鍵、δ鍵）。2）熟悉雜化軌道理論，掌握分子幾何構型與 雜化軌道類型的對應關系。3）了解鍵參數、離子鍵及鍵型過渡的概念。4） 初步熟悉分子軌道理論及應用。5）熟悉分子間力、氫鍵、分子極化及其 對物質性質的影響。6）初步了解超分子的概念。 知識模塊 7：固體的結構與性質 主要內容：1）晶體和非晶體；2）離子晶體及其性質；3）原子晶體 和分子晶體；4）金屬晶體；5）混合型晶體和晶體的缺陷；6）離子極化 對物質性質的影響；7）固體的物性。 基本要求：1）了解晶體、非晶體的特征，一般了解晶體內部結構及 實際晶體的缺陷。2）理解不同類型晶體（離子、原子、分子、金屬晶體， 混合型晶體）的結構特征及其與物質性質的關系。3）熟悉三種最簡單的 離子晶體的結構類型。理解晶格能對離子化合物熔點、硬度的影響。4） 能從自由電子的概念理解金屬鍵的形成和特性，并用金屬鍵的能帶理論解 釋金屬的共性（光澤、延展性、導電性和導熱性）。5）了解離子極化的概 念，并理解離子極化對物質性質的影響。 知識模塊 8：配合物的結構和性質 主要內容：1）配合物的基本概念；2）配合物的化學鍵理論；3）配 合物在水溶液中的穩定性；4）幾種典型的配合物；5）配位化學的應用。 基本要求：1）掌握配位化合物的基本概念、組成和命名。2）熟悉配 位化合物的價鍵理論，并能用此來說明配位化合物的空間構型、穩定性和 磁性。3）了解晶體場理論的基本要點，了解八面體場的強弱對 d 電子分 布和配合物性質的影響。4）掌握配位平衡、穩定常數及有關計算，包括 配位平衡與其他平衡共存時的有關計算，能計算配體過量時配位平衡的組 成。5）了解螯合物的概念和配合物的應用。 知識模塊 9：氫和稀有氣體 主要內容：1）元素概述；2）氫；3）稀有氣體。 基本要求：1）了解元素的分類、存在形態和我國元素的自然資源。2） 熟悉單質的制備方法。3）掌握氫氣的制備、性質和用途。4）了解稀有氣 體的性質和用途。 知識模塊 10：堿金屬和堿土金屬 主要內容：1）s 區元素概述；2）堿金屬和堿土金屬的性質；3）氫化 物；4）氧化物；5）氫氧化物；6）鹽類；7）配合物。 基本要求：1）了解堿金屬和堿土金屬元素的通性及重要反應。2）熟 悉堿金屬和堿土金屬元素的氧化物、氫化物的類型和性質。3）熟悉堿金 屬和堿土金屬元素的氫氧化物的性質及其遞變規律、R-O-H 規則。4）了 解堿金屬和堿土金屬鹽類的熱穩定性及溶解性，熟悉幾種重要鹽類的性質 及用途。5）了解鋰和鈹的特殊性。6）熟悉 Na +、K+、Mg 2+、Ca 2+、Ba 2+ 的鑒定。 知識模塊 11：鹵素和氧族元素 主要內容：1）p 區元素概述；2）鹵族元素；3）氧族元素。 基本要求：1）熟悉鹵素的通性和氟的特殊性，鹵素單質的制備和性 質，鹵素單質的氧化性和鹵素離子的還原性的遞變規律。2）掌握鹵化氫 的制備和性質（還原性、熱穩定性，氫鹵酸的酸性）。3）了解鹵化物物性 變化規律及一般制備方法。4）掌握氯的含氧酸（次氯酸、氯酸、高氯酸） 及其鹽（NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KClO4）的性質及遞變規律和制備方 法。溴和碘的含氧酸及其鹽性質的遞變規律。5）熟悉 Cl -、Br -、I -的鑒定。 6）了解氧族元素的通性。7）掌握氧氣和臭氧的分子結構和性質。8）了 解水的凈化和硬水的軟化方法。9）掌握過氧化氫的性質、制備和用途， 并了解過氧化氫的分子結構。10）熟悉硫化氫和多硫化物的性質。11）熟 悉金屬硫化物在水中的溶解情況及其分類。12）掌握硫的含氧酸（亞硫酸、 硫酸、焦硫酸、硫代硫酸、過硫酸）及其鹽的性質和用途，了解硫酸、硫 酸根的結構。13）熟悉 S 2-、SO3 2-、S2O3 2-、SO4 2-的鑒定。 知識模塊 12：氮族、碳族和硼族元素 主要內容：1）氮族元素；2）碳族元素：3）硼族元素；4）對角關系。 基本要求：1）了解氮族元素的通性及惰性電子對效應。2）熟悉氨和 銨鹽的性質。3）掌握硝酸、亞硝酸及其鹽的性質，了解硝酸和硝酸根的 結構。4）了解磷的含氧酸的類型，熟悉鹵化磷和磷酸及其鹽的性質。5） 熟悉砷、銻、鉍的氧化物及其水合物的酸堿性和氧化還原性及其變化規律。 6）熟悉砷、銻、鉍的硫化物，了解砷、銻的硫代酸鹽及其性質。7）熟悉 NH4 +、NO2 -、NO3 -、PO4 3-、Bi3+的鑒定。8）了解碳族元素的通性及碳單 質的結構和性質。9）掌握碳、硅的氧化物、含氧酸及其鹽的性質。10） 了解單質硅、硅烷、鹵化硅，硅酸鹽的結構單元——硅氧四面體。11）了 解鋁、錫、鉛的氧化物及其水合物的酸堿性及變化規律。12）掌握 Sn(II) 的還原性和 Pb(IV)的氧化性。13）熟悉錫、鉛的硫化物，了解錫的硫代酸 鹽的性質。14）熟悉乙硼烷的結構和性質。15）熟悉三氯化鋁的結構和性 質、鋁鹽的性質，了解礬的概念。16）了解對角線規則。17）熟悉 CO3 2-、 SiO3 2-、Sn 2+、Pb 2+的鑒定。 知識模塊 13：過渡元素(一) 主要內容：1）過渡元素概述；2）鈦族、釩族元素；3）鉻族元素；4） 錳族元素；5）鐵系和鉑系元素。 基本要求：1）了解過渡元素的通性。2）熟悉鈦金屬的性質、用途， 了解鈦、釩重要化合物的性質。3）了解鉻族元素單質的性質，熟悉 Cr(III) 和 Cr(VI)重要化合物的性質，其中重點要掌握 Cr(III)化合物的還原性、 Cr(VI)化合物的氧化性、重金屬鉻酸鹽的難溶性、CrO4 2-和 Cr2O7 2-的相互 轉變，了解典型的多酸和多酸鹽。4）了解金屬錳的性質及用途、錳的重 要化合物的性質，其中重點要掌握 Mn(II)、Mn(IV)、Mn(VI)、Mn(VII)重 要化合物的化學性質和各氧化態之間的相互轉化關系。5）掌握鐵、鈷、 鎳的+2、+3 氧化態化合物的穩定性變化規律以及這些化合物性質的差異， 熟悉鐵、鈷、鎳的重要配合物。6）熟悉 CrO4 2-、Cr 3+、Mn 2+、Fe 2+、Fe 3+、 Co 2+、Ni2+的鑒定。 知識模塊 14：過渡元素(二) 主要內容：1）銅族元素；2）鋅族元素；3）鑭系和錒系元素概述；4） 鑭系元素的重要化合物；5）稀土元素；6）釷和鈾的重要化合物；7）核 反應和超鈾元素的合成。 基本要求：1）了解銅族元素和鋅族元素的通性，能從結構角度說明 ds 區元素和 s 區元素性質上的差異，了解銅、銀、金、鋅、汞的性質及用 途。2）熟悉銅和銀的重要化合物的性質，其中要重點掌握鹵化銀的難溶 性、感光性，硝酸銀的不穩定性，銀鏡反應，Cu(II)和 Cu(I)的相互轉化， Cu(II)、Cu(I)和 Ag(I)的配位性。3）熟悉鋅、汞的重要化合物的性質，Hg(II) 和 Hg(I)的相互轉化，Zn(II)和 Hg(II)的配位性。4）熟悉 Cu 2+、Ag +、Zn 2+、 Cd 2+、Hg 2+的鑒定。5）了解鑭系元素的通性，尤其是鑭系收縮現象。6） 了解鑭系元素重要化合物的性質。7）熟悉稀土元素的資源、提取及應用。 8）了解釷、鈾重要化合物的性質及用途。 知識模塊 15：元素化學綜述 主要內容：1）單質的晶體結構和性質；2）二元化合物；3）氫氧化 物和含氧酸；4）含氧酸鹽的某些性質；5）縮合酸。 基本要求：1）熟悉元素單質和氫化物、鹵化物、硫化物、氧化物、 氫氧化物、含氧酸及其鹽的性質及其變化規律。2）了解氮化物、碳化物、 硼化物的性質。3）掌握綜合、對比、分析、歸納等邏輯思維方法，培養 自學和研究能力。 （二）物理化學部分： 物理化學考察知識點如下： 知識模塊 1: 氣體的 pVT 性質 主要內容：1）理想氣體的狀態方程及微觀模型、道爾頓定律及 阿馬格定律；2)實際氣體 PVT 性質、范德華方程、飽和蒸汽壓概念、 實際氣體的液化與臨界性質、對應狀態原理與壓縮因子圖。 基本要求：1）掌握理想氣體狀態方程、分壓、分體積概念；2) 了解真實氣體與理想氣體的偏差；能用范德華方程對中壓實際氣體進 行計算；3）會用壓縮因子圖對高壓實際氣體進行簡單計算。 知識模塊 2：熱力學第一定律 主要內容：1）熱力學基本概念：平衡態、狀態函數、可逆過程、 熱力學能和體積功；2）熱力學第一定律；3）恒容熱、恒壓熱及焓， 摩爾熱容，相變焓，標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓及標準摩爾反 應焓；4）絕熱可逆過程；5）焦耳-湯姆生效應。 基本要求：1）掌握熱力學第一定律文字表述及數學表達式；2） 理解掌握熱力學第一定律在理想氣體 p-V-T 變化、相變化和化學變化 中的應用；3）會計算各種過程中的功、熱、內能變和焓變。 知識模塊 3：熱力學第二定律 主要內容：1）卡諾循環，熱力學第二定律和過程的不可逆性， 熱力學第二定律的數學表達式及熵判據，熵變的計算；2）熱力學第 三定律及化學反應的熵變，亥姆霍茲函數及吉布斯函數；3）熱力學 基本方程及麥克思韋關系式；4）熱力學第二定律應用舉例-克拉貝龍 方程。 基本要求：1）掌握熱力學第二定律的文字表述及數學表達式， 熵增原理，熵判據、亥姆霍茲函數判據和吉布斯函數判據；2）掌握 物質 p-V-T 變化、相變化及化學變化過程熵變、亥姆霍茲函數變與吉 布斯函數變的計算的計算；3）克拉佩龍方程和克勞修斯-克拉佩龍方 程并掌握其有關計算。 知識模塊 4：多組分系統熱力學 主要內容：1）拉烏爾定律、亨利定律、偏摩爾量、化學勢；2） 理想液態混合物、理想稀溶液、稀溶液的依數性；3）逸度和逸度系 數，活度和活度系數。 基本要求：1）理解偏摩爾量與化學勢的概念及應用；2）掌握理想氣 體、理想液態混合物、理想稀溶液中各組分化學勢的表達式；3）掌握拉 烏爾定律與亨利定律及其計算；4）了解真實氣體中逸度與逸度因子的概 念、真實液態混合物和真實溶液的中活度與活度因子的概念。 知識模塊 5：化學平衡 主要內容：1）理想氣體等溫方程及標準平衡常數、平衡組成的計算； 2）溫度對標準平衡常數的影響；3）影響理想氣體反應平衡的因素。 基本要求：1）理解標準平衡常數的定義。掌握用熱力學數據計算平 衡常數及平衡組成的方法；2）能判斷一定條件下化學反應可能進行的方 向；3）會分析溫度、壓力、組成等因素對平衡的影響。 知識模塊 6：相平衡 主要內容：1）相律；2）單組分系統的相圖；3）二組分氣-液平衡相 圖及液-固平衡相圖。 基本要求：1）理解相律的意義，掌握其應用；2）能夠繪制及分析單 組分系統及二組分系統典型相圖并熟練應用；3）能用杠桿規則進行分析 和計算；會繪制步冷曲線及分析對應狀態。 知識模塊 7：統計熱力學初步 主要內容：1）粒子各運動形式的能級及能級的統計權重，能級分布 的微態數及系統的總微態數；2）最概然分布與平衡分布，玻爾茲曼分布； 3）粒子配分函數的計算，系統的熱力學能、熱容及熵與配分函數的關系， 其它熱力學函數與配分函數的關系；4）理想氣體反應的標準平衡常數。 基本要求：1）了解統計熱力學的研究對象、方法和目的；2）掌握粒 子各運動形式的能級及能級的簡并度；定域子和離域子系統能級分布微態 數的計算以及系統的總微態數計算；3）熟悉粒子配分函數的計算及熱力 學性質與配分函數間的關系；4）了解理想氣體反應標準平衡常數與配分 函數間的關系 知識模塊 8: 電化學 主要內容：1）電解質溶液：電解質溶液的導電機理及法拉第定律， 離子的遷移數，電導率和摩爾電導率，離子獨立運動定律，離子的摩爾電 導率與離子的電遷移率，電導測定的應用，電解質的平均離子活度因子及 德拜-休克爾極限公式；2）原電池：原電池熱力學，原電池的基本方程- 能斯特方程，電極電勢和液體接界電勢，電極的種類，原電池的設計，可 逆電池及電動勢的測定；3）電解與極化：分解電壓，極化作用，電解時 的電極反應。 基本要求：1）明確電化學中常用的基本概念和術語，電導的測定方 法及應用，可逆電池形成條件及研究意義；2)熟悉離子獨立移動定律以及 德拜-休克爾極限公式的使用，可逆電池形成的條件，電池電動勢的測定方 法；3）掌握原電池熱力學相關計算，原電池電動勢及電極電勢的能斯特 方程，原電池的設計及應用，掌握極化類型及電解時電極反應及應用。 知識模塊 9：界面現象 主要內容：1）界面張力：界面現象的本質，液體的表面張力、表面 功及表面吉布斯函數，界面張力及其影響因素；2）彎曲表面下的附加壓 力及其后果：Young-Laplace 方程，Klvin 公式及相應的說明，對彎曲液面 上一些現象的解釋；3）物理吸附和化學吸附，吸附量與溫度、壓力的關 系，吸附等溫式及其應用；4）固-液界面：沾濕功、浸濕功及鋪展系數， 三種潤濕的比較，接觸角與楊氏方程；5）溶液表面的吸附現象，表面過 剩濃度與 Gibbs 吸附等溫式，表面活性物質的分類及其應用。 基本要求：1）了解彎曲液面對熱力學性質的影響，理解表面張力和 表面吉布斯函數的概念及其與潤濕角、潤濕鋪展的關系；2）熟悉固體表 面和溶液表面的吸附現象及其應用；3）能使用開爾文公式解釋常見的亞 穩狀態；4）掌握 Laplace 方程、Kelvin 方程、Langmuir 吸附等溫式、Gibbs 吸附等溫式、以及 Young 方程和潤濕公式的相關計算及應用。 知識模塊 10：化學動力學 主要內容：1）宏觀動力學：化學反應速率及速率方程，速率方程的 積分形式，速率方程的確定，溫度對反應速率的影響，活化能，典型復合 反應，復合反應速率的近似處理法，鏈反應；2）微觀動力學部分：氣體 反應的碰憧理論，勢能面與過渡狀態理論，溶液中反應，光化學基本概念 及定律，光化反應，催化作用的通性，多相催化反應。 基本要求：1）明確基元反應、反應分子數及反應級數的概念；2）掌 握簡單級數反應速率方程的表達式及計算應用；3）掌握阿侖尼烏斯方程 及其應用；4）掌握平行、對行、連串等復合反應的特征及會用復合反應 速率方程的近似處理法推導、分析化學反應機理；5）了解有效碰撞理論 和過渡狀態理論的有關概念，熟悉光化學第一、二定律，明確光化反應的 機理，會計算量子效率；6）掌握催化劑的特征，催化反應的一般機理。 知識模塊 11：膠體化學 主要內容：1）溶膠的制備及膠團結構；2）溶膠的光學性質：丁達爾 效應，雷利公式，溶膠的動力學性質：布朗運動，擴散，沉降，沉降平衡， 溶膠的電學性質：電動現象(電泳，電滲，流動電勢，沉降電勢)，擴散雙 電層理論；3）溶膠的穩定性與聚沉：憎液溶膠的經典穩定理論；憎液溶 膠的聚沉；4）高分子化合物的滲透壓和黏度：滲透壓，唐南平衡。 基本要求：1）了解分散系統的分類，溶膠的制備及凈化方法；2）熟 悉分散系統分類；高度分布定律；斐克第一定律；Einstein-Brown 位移方 程；雙電層；Donnan 平衡；3）掌握憎液溶膠的特性，膠團的結構，鐸爾 現象、Brown 運動以及膠粒帶電的本質和電動現象，理解膠體穩定與破壞 的因素，會比較聚沉能力。

 四、參考書目 

（一）無機化學參考書目： [1]《無機化學(第五版)》，天津大學無機化學教研室編，王建輝，崔建 中，王興堯，秦學修訂，高等教育出版社：2018。 [2]《無機化學(第四版) 》（上、下冊），宋天佑，程鵬，徐家寧，張麗 榮編，高等教育出版社：2019。 

（二）物理化學

參考書目： [1]《物理化學（第六版）》（上、下冊），主編：天津大學物理化學教 研室，高等教育出版社。 [2]《物理化學》，主編：肖衍繁、李文斌，天津大學出版社。 [3]《物理化學（第五版）》（上、下冊），主編：傅獻彩、沈文霞、姚 天揚，高等教育出版社。 [4]《物理化學》（上、下冊），主編：胡英，高等教育出版社。 其他注意事項：考生需要攜帶無編程無存儲無記憶功能的計算 器、直尺。