[911]化工原理考试大纲

一、 考试要求：

1. 熟练掌握主要单元操作的基本概念和基础理论；

2. 掌握主要单元操作过程的典型设备的结构及特性，并具备基本选型能力；

3. 掌握主要单元操作过程的基本设计和操作计算方法；

4. 能够灵活运用单元操作的基本原理，分析解决单元操作常见问题。

二、考试内容：

第一章 流体流动

(一)范围

1)流体静力学

静压强的表示方式及单位换算，

静力学基本方程及其应用。

2)流体流动的基本方程：

流量与流速，

流体的稳定流动与不稳定流动，

连续性方程，

柏努利方程及其应用。

3)流体流动现象：

粘度、牛顿粘性定律，

流动型态与雷诺准数，

层流与湍流的比较。

4)流体流动阻力：

阻力计算通式，

层流时直管阻力的计算，

湍流时直管阻力的实验研究方法一量纲分析法，

非圆形管内的阻力计算，

局部阻力。

5)管路计算：

管路计算的类型和基本方法，

简单管路、分支和并联管路的特点和计算。

6)流速和流量的测量

皮托管、孔板(文丘里)、转子流量计的原理及计算方法。

7）实验

流体阻力实验和流量计测定实验原理、流程、主要部件。

(二)要求

掌握流体流动的基本原理及规律，包括流体静力学和机械能守恒方程。能够灵活运用基本知识分析和计算流体流动问题，包括流体流动阻力计算和管路计算。

第二章 流体输送设备

(一)范围

1)离心泵：

工作原理、主要部件和类型，

主要性能参数，理论压头与实际压头，

特性曲线,影响泵性能的因素，工作点及流量调节，

汽蚀现象与安装高度，

离心泵的选用与泵的并，串联。

2)其他类型泵：

往复泵，旋转泵的工作原理，特点和流量调节方法(以往复泵为主)，

各种化工用泵的比较。

3）实验

离心泵特性曲线测定实验原理、流程、主要部件。

(二)要求

了解各类化工用泵的主要结构、原理和主要用途。掌握离心泵的工作原理、特性曲线、流量调节和安装。能够进行涉及离心泵的基本计算。

第三章非均相物系的分离

(一)范围

1)重力沉降：

重力沉降速度，除尘室的计算。

2)离心沉降：

离心沉降速度，旋风分离器的构造原理，性能指标以及影响性能的主要因素分析。

3)过滤：

基本概念与典型过滤设备的工作原理，

过滤基本方程式与恒压过滤方程式，

过滤常数的测定，

恒压过滤的计算。

4）实验

过滤常数的测定实验原理、流程、主要部件。

(二)要求

了解分析颗粒运动的基本方法，了解沉降分离设备的分类和应用。掌握降尘室和旋风分离器的工作原理，掌握降尘室的相关计算。

了解颗粒床层的特性和流动压降计算。掌握过滤操作的基本原理、基本方程式及应用、不同过滤方式的操作计算。掌握典型过滤设备的结构和特点。

第四章传热

（一）范围

1)概述：

传热在化工生产中的应用，

传热的三种基本方式。

2)热传导：

傅立叶定律及导热系数，

单层及多层平壁的稳定热传导，

单层及多层圆筒壁的稳定热传导。

3)两流体间的热量传递：

间壁两侧流体热交换过程的分析与传热速率方程，

总传热系数及污垢热阻的计算，

热负荷的计算，

传热平均温度差的计算，

传热效率与传热单元数法，

壁温的估算。

4)对流传热：

对流传热过程分析，牛顿冷却定律，

对流传热系数及其影响因素，

量纲分析法在对流传热中的应用，

准数方程和有关准数的含义，

对流传热系数的关联式，

对流传热系数的大致范围及提高途径。

5)热辐射：

基本概念、斯蒂芬—波尔兹曼定律、克希霍夫定律，

两固体间辐射传热计算，

气体热辐射的特点，

设备热损失的计算。

6）实验

对流传热系数实验原理、流程、主要部件。

(二)要求

掌握傅立叶定律、热传导的基本原理和稳定热传导的计算。了解对流传热的影响因素、主要关联式。掌握对流传热的计算和传热强化方法。掌握间壁式换热器的工程计算。了解换热器的分类、选型和应用。了解物体辐射传热的特点和规律。

第五章蒸馏

(一)范围

1)二元物系的气液乎衡：

理想溶液与非理想溶液的气液平衡相图，

拉乌尔定律，泡点方程和露点方程，

挥发度与相对挥发度、相平衡方程，

总压强对气液相平衡关系的影响。

2)蒸馏方式：

简单蒸馏、平衡蒸馏、平衡级概念及其比较，

精馏原理和流程。

3)两组分连续精馏的分析和计算：

理论板和恒摩尔流假设，

全塔物料衡算、精馏段操作线方程，提馏段操作线方程，

进料热状况的影响，

理论板数的逐板计算法与图解法，

单板效率，全塔效率和实际板数，

回流比的影响及选择，

理论板数的捷算法，填料塔的等板高度，

精馏装置的热量衡算。

4)其他蒸馏方式：

间歇蒸馏的特点和应用，

恒沸精溜和萃取精馏简介。

5）实验

精馏塔板效率实验原理、流程、主要部件。

(二)要求

　 掌握蒸馏和精馏的基本原理、熟练掌握不同条件下的两组分连续精馏塔的计算，包括进料状态和位置、相平衡线、q线、回流比、精馏段操作线和提馏段操作线、理论板及塔板效率等。了解特殊精馏的特点。

第六章 吸收

(一)范围

1)概述：

吸收过程依据、分类和应用，

吸收流程简介，

吸收剂的选择。

2)气液相平衡关系：

操作条件对平衡关系的影响，

亨利定律的几种表示方式及平衡系数的换算，

相平衡与吸收过程的关系。

3)传质速率方程：

双膜理论、相际传质速率方程，

传质总系数与传质分系数。

4)吸收塔的计算：

物料衡算及操作线方程，

最小液气比和适宜液气比，

低浓度气体吸收填料层高度的计算式，

传质单元数与传质单元高度及其求法，

吸收塔操作型计算，

板式吸收塔理论板数的计算，理论板数与传质单元数的关系。

5)脱吸及其他类型吸收过程

脱吸流程及计算特点，

化学吸收、多组分吸收。

(二)要求

熟练掌握传质、吸收与解吸过程的基本理论，了解扩散系数、传质系数等参数的计算方法。熟练掌握物料衡算和操作线方程，以及吸收过程的计算。了解主要的吸收设备、流程及应用。

第七章蒸馏和吸收塔设备

(一)范围

1)板式塔：

板式塔的类型及其结构特点，

塔板流体力学性能，

板效率的影响因素及其确定，

塔板的负荷性能图及其应用。 

2)填料塔

填料塔的结构及填料特性，

填料塔的流体力学性能和传质性能， 

板式塔与填料塔的比较。

(二)要求

了解填料塔和板式塔的主要构件，了解塔内两相流动状况和传质特性，了解常见的气液传质设备不正常操作情况。了解板式塔和填料塔的一般计算。

第八章 液—液萃取

(一)范围

1)萃取相平衡关系

三元相图，

萃取剂的选择。

2)萃取流程和特点 

3)萃取过程的计算

单级萃取的计算， 

多级错流接触萃取， 

多级逆流接触萃取。

(二)要求

掌握液液两相传质特性和萃取原理，掌握单级和多级萃取过程的计算方法，了解萃取操作和设备特性。

第九章 干燥简介

范围和要求

了解湿空气的性质和湿度图

湿度、相对湿度，

绝热饱和温度、湿球温度、露点，

湿度图及其应用。

复试科目物理化学考试大纲

一、基本要求

学生应系统地掌握物理化学的基本概念和基本理论，能熟练运用热力学第一定律、热力学第二定律、多组分热力学、化学平衡原理、相平衡原理、电化学知识、动力学原理和界面化学知识，分析和解决具体问题。

二、参考书目（仅供参考）

1.傅献彩等，《物理化学》（第五版），高等教育出版社，2005年.

2.刘建兰等，《物理化学》，化学工业出版社，2013年.

3.天津大学物理化学教研室，《物理化学》（第五版），高等教育出版社，2009年.

三、考试内容及要求

第一部分 气体的pVT性质

掌握：理想气体的概念与微观特征，理想气体状态方程的适用条件；灵活运用分压定律和分体积定律；熟悉范德华方程中常数的影响因素和常数的单位；液体的饱和蒸气压、沸点及相对湿度的概念及其影响因素。

熟悉：实际气体的液化及临界参数，临界状态的特征；压缩因子概念；对比参数的概念。

第二部分 热力学第一定律

掌握：运用热力学第一定律计算理想气体p V T变化过程（包括混合过程）、相变过程以及化学反应过程中的热、功、热力学能变和焓变；体积功的计算；化学反应的摩尔恒容热（摩尔反应热力学能变）与摩尔恒压热（摩尔反应焓变）的关系。

熟悉：系统的分类；区分强度性质与广度性质；平衡状态具备的条件；热、功和反应进度等概念；热力学第一定律的文字叙述与数学公式；理想气体的摩尔定容热容和摩尔定压热容；不同系统关于标准状态的规定；物质的和概念；基希霍夫公式；可逆过程的概念与特征；理想气体和实际气体经节流膨胀后热力学性质的变化、节流膨胀系数。

第三部分 热力学第二定律

掌握：理想气体p V T变化过程（包括混合过程）、相变过程以及化学反应过程中的熵变、亥姆霍兹函数变化值与吉布斯函数变化值的计算；系统的熵变、环境的熵变和隔离系统的熵变的计算；运用麦克斯韦关系式计算实际气体变化过程中的熵变；克劳修斯-克拉佩龙方程。

熟悉：卡诺热机工作原理与热机效率；热力学第二、第三定律的文字叙述与数学公式、熵的物理意义；熵判据、亥姆霍兹函数判据与吉布斯函数判据的适用条件；热力学基本方程、对应系数关系式以及它们在解题中的应用。

第四部分 多组分系统热力学

掌握：偏摩尔体积的计算；化学势大小的比较；运用拉乌尔定律计算理想液态混合物的气液平衡；根据实际液态混合物的气液平衡计算活度与活度因子；依数性的计算。

熟悉：偏摩尔量的定义、Gibbs-Duhem公式；化学势的定义；拉乌尔定律和亨利定律的适用条件；理想气体和实际气体的化学势公式、用化学势定义实际气体的逸度与逸度因子公式；理想液态混合物、理想稀溶液和真实液态混合物的化学势公式；理想液态混合物的混合性质；影响亨利常数、凝固点下降常数和沸点升高常数的因素。

第五部分   化学平衡

掌握：恒容和恒压两种不同条件下平衡常数及平衡组成的计算；温度对平衡常数影响的范特霍夫方程及其相关计算；分解压力和分解温度的概念、同时反应平衡组成的计算。

熟悉：标准平衡常数的书写、不同表示法理想气体常数之间的关系；不同形式的方程式之间标准平衡常数的换算关系；运用分压商与平衡常数大小的比较判断化学反应的方向；系统压力的改变、恒容和恒压两种不同条件下加入惰性组分、改变反应物摩尔配比等因素对平衡移动的影响。

第六部分   相平衡

掌握：相数、物种数、组分数和自由度数的计算；二组分理想液态混合物系统p-x相图、结合拉乌尔定律和杠杆规则计算系统的压力与组成关系以及气、液相平衡时物质的量关系；二组分凝聚系统t-wB（或t-x）相图的解析：各相区、三相线和特殊的点所代表的稳定相区以及自由度数、学会绘制步冷曲线、杠杆规则；绘制简单二组分凝聚系统相图、生成稳定化合物二组分系统相图及生成不稳定化合物二组分系统相图。

熟悉：单组分系统相图（以水为主）；二组分系统理想液态混合物的p-x和T-x相图及其互换关系；二组分真实液态混合物的气-液平衡相图，熟悉最大正偏差和最大负偏差在p-x和T-x 相图上的互换关系，了解精馏原理；熟悉易挥发（或难挥发）组分在气相和液相中的摩尔分数大小关系；液体部分互溶的气-液平衡相图，运用杠杆规则计算共轭溶液两相的质量；液体完全不互溶的气-液平衡相图，熟悉水蒸气蒸馏原理；凝聚系统相图绘制的方法、低共熔点温度、转熔温度、固溶体等概念；三组分系统液-液平衡相图。

第七部分 电化学

    掌握：电导率、摩尔电导率和浓度之间的关系及相关计算；离子平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度的计算公式；电极反应和电池反应的正确书写；原电池热力学相关的计算和与能斯特方程相关的计算；电极电势和电动势的计算；原电池的设计，通过原电池设计实现第一类电极的标准电极电势、第二类电极的标准电极电势和溶度积常数三者之间的换算；在考虑超电势的情况下，运用电极电势的大小关系判断电解时的电极反应与电解产物。

熟悉：原电池与电解池、阴极与阳极、正极与负极的区别；迁移数、电迁移率的概念，迁移数与离子运动速率、所迁移电荷量的关系，迁移数的测定方法；

电导率、摩尔电导率分别与浓度之间的定性关系；离子独立运动定律及电导测定的应用；离子平均活度因子与浓度及电解质价型之间的定性关系；离子强度的计算公式和德拜-休克尔极限公式；可逆电池具备的条件，熟悉原电池表达式；原电池的书写形式与电动势及吉布斯自由能变化之间的关系；标准氢电极的概念、盐桥的相关知识；电极的分类和电极反应的正确书写；同种元素不同价态离子间标准电极电势的计算方法；分解电压、析出电势的概念；电极极化和超电势的概念、极化的分类、极化对电极电势的影响结果。

   第八部分 化学反应动力学

掌握：几种简单级数反应的速率积分形式及其基本特征；温度对速率常数影响的阿伦尼乌斯方程以及活化能的概念，与阿伦尼乌斯方程、级数等有关的动力学计算；近似处理法。

熟悉：同一化学反应中不同物质的反应速率及其速率常数的内在关系；基元反应和质量作用定律、反应级数和反应分子数的关系；掌握速率方程级数确定的常用方法；典型复合反应速率方程的常规处理方法；掌握链反应的基本特征；气体反应的碰撞理论和过渡状态理论。

第九部分 界面化学

掌握：Laplace方程和毛细现象；与开尔文公式有关的计算，能运用Laplace方程和开尔文公式通过计算说明产生过热液体的根本原因；Langmuir 吸附理论的基本假设、Langmuir 吸附方程及相关的计算；运用吉布斯吸附等温式计算溶液表面吸附。

熟悉：表面张力的概念、用不同热力学函数定义的表面张力，掌握物质的本性和温度对表面张力的影响，学会比较不同物质之间表面张力的大小关系；产生亚稳状态的根本原因和亚稳状态的具体表现；物理吸附与化学吸附的区别、吸附热力学；了解BET公式；润湿的概念、润湿现象的具体表现、接触角与杨氏方程；溶液表面过剩（表面吸附量）概念，正吸附和负吸附概念；了解有关表面活性剂的知识。

第十部分 胶体化学

1.了解分散系统的基本特征，分散系统的分类方法；

2.了解溶胶的制备方法；

3.理解溶胶的光学性质、动力性质、电学性质，了解溶胶的流变性质。

4.理解溶胶的稳定性条件和各种因素对溶胶的聚沉作用。

5.了解乳状液、泡沫、悬浮液的制备方法，物理化学特征及应用。