2021年河北專接本化學工程與工藝/制藥工程/輕化工程專業(yè)考試內容分為化學原理(一)和有機化學兩部分,考試采用閉卷、 筆試形式,試卷包括命名或根據名稱寫結構題、單項選擇題、完成反應題、用化學方法鑒別題、由指定原料合成題、推測結構題等,具體考試內容如下。
第一部分:化工原理(一)
一、緒論
1.知識范圍
化工原理課程發(fā)展史,單元操作的概念和分類,課程的研究方法,課程的性質、內容和任務。
2.考核要求
(1)了解化工生產過程和化工原理課程發(fā)展史。
(2)掌握單元操作的概念和分類。
(3)了解化工原理課程的兩條主線。
(4)掌握化工原理課程的性質、內容和任務。
(5)理解四個基本關系,即物料衡算、熱量衡算、平衡關系及速率關系。
二、流體流動
1.知識范圍
流體流動的考察方法及流體流動中的力和能。掌握流體在靜止和流動時的質量和能量守恒規(guī)律。熟悉各種流體輸送問題, 用上述原理和規(guī)律解決管路計算及流量測量問題。
2.考核要求
(1)理解連續(xù)性假定,流體流動的兩種考察方法,流體的作用力和機械能,粘度,牛頓粘性定律。
(2)流體靜力學
掌握靜止流體受力平衡的研究方法,壓強和勢能的分布,虛擬壓強,壓強的表示方法和單位換算,靜力學方程及其應用(測壓管、U形測壓管、U形壓差計、液位測量)。
(3)流體流動中的守恒原理
掌握流量、流速、連續(xù)性方程,流動流體的機械能守恒(柏努利方程),柏努利方程應用;理解柏努利方程的幾何意義。
(4)流體流動的內部結構
掌握層流和湍流的基本特征,雷諾數(shù),湍流粘度,流動邊界層及邊界層分離現(xiàn)象,管流數(shù)學描述的基本方法;理解圓管內剪應力分布,圓管內速度分布及平均速度。
(5)阻力損失概念
掌握直管阻力損失、局部阻力損失概念;了解量綱分析法;掌握摩擦系數(shù)、粗糙度、當量直徑、當量長度、局部阻力系數(shù)概念。
(6)掌握層流直管阻力損失計算方法,湍流直管阻力的研究方法,局部阻力損失計算。
(7)流體輸送管路的計算
掌握簡單管路特性,分支管路特性,匯合管路特性,并聯(lián)管路特性;掌握簡單管路的設計型計算(計算方法,參數(shù)的選擇和優(yōu)化,常用流速);理解簡單管路的操作型計算(計算方法,試差法);了解分支管路計算,匯合管路計算,并聯(lián)管路計算。
(8)流速和流量的測定
理解皮托管的測速原理、計算、安裝;理解孔板流量計的測量原理、計算、流量系數(shù)、安裝;理解文丘里流量計,轉子流量計的工作原理、計算;掌握轉子流量計的刻度換算,不同流量計特點比較。
(9)了解非牛頓流體的概念。
三、流體輸送機械
1.知識范圍
了解化工生產中常用的流體輸送設備的結構,掌握其工作原理和選用。
2.考核要求
(1)離心泵
理解離心泵的工作原理和主要部件:吸液、送液過程;葉輪(幾種形狀)、泵殼、軸封。
了解離心泵的基本方程式:理論壓頭、流量對理論壓頭的影響、葉片形狀對理論壓頭的影響。
掌握離心泵的性能參數(shù)與特性曲線:流量、揚程(壓頭)、功率、效率概念及特性曲線。
掌握離心泵的性能改變和換算:液體密度、黏度、葉輪轉速(比例定律)。
掌握離心泵的工作點與調節(jié):管路特性方程、工作點概念、閥門調節(jié)計算、轉速調節(jié)(變頻)概念。
理解離心泵的聯(lián)用:并聯(lián)、串聯(lián)原則。
掌握離心泵的氣蝕現(xiàn)象與安裝高度:氣蝕現(xiàn)象概念、氣蝕余量推導、安裝高度計算。
離心泵的類型與選用:了解單吸泵、雙吸泵、多級泵;清水泵、污水泵、泥漿泵的結構特點;掌握單級清水泵的選用方法和計算。
(2)掌握往復泵工作原理和調節(jié)方法。
(3)其他化工用泵
了解漩渦泵、齒輪泵的工作原理、適用范圍、結構、特性曲線、流量調節(jié)方法。
(4)氣體輸送設備
掌握離心通風機的結構、性能參數(shù)和選擇:通風機結構、風壓概念、性能曲線、風壓計算、風機選擇、風壓校核。
了解鼓風機、壓縮機、真空泵的結構特點、工作過程、流量調節(jié)方法。
了解離心式和旋轉式鼓風機、壓縮機的結構特點、流量調節(jié)方法。
了解往復式壓縮機、真空泵的結構特點、工作過程、流量調節(jié)方法。
四、流體通過顆粒層的流動
1.知識范圍
了解流體通過顆粒層的基本流動規(guī)律。掌握過濾的基本概念, 過濾速率方程及其應用, 過濾過程計算,了解過濾機的結構特性、操作。
2.考核要求
(1)顆粒床層的特性
掌握單顆粒比表面和球形度的概念。
了解顆粒群的特性:標準篩、篩分分析、分布函數(shù)、頻率函數(shù),流體在顆粒層內的流動特點——爬流,顆粒群的平均直徑。
掌握床層的空隙率、比表面積和床層特性。
(2)流體通過固定床的壓降
了解顆粒床層的簡化模型:物理模型的簡化、數(shù)學模型的建立方法。
(3)過濾原理及設備
掌握過濾操作的基本概念,濾漿、濾液、濾餅、過濾介質等、過濾方式及特點、過濾速率定義。
(4)過濾設備
理解過濾機工作原理及結構。
掌握葉濾機和板框壓濾機工作原理。
了解廂式壓濾機、回轉真空過濾機、離心機、刮刀卸料式離心機、活塞往復式卸料離心機結構和工作原理。
(5)過濾過程計算
過濾過程的數(shù)學描述:掌握物料衡算:掌握濾漿、濾液、濾餅、之間的關系。
過濾速率:掌握傳遞速率通式、過濾過程阻力、過濾常數(shù)、過濾基本方程、濾餅比阻。
間歇過濾的濾液量與過濾時間的關系:掌握恒速、恒壓過濾方程、過濾常數(shù)的測定。
洗滌速率與洗滌時間:掌握置換洗滌、橫穿洗滌的洗滌速率和洗滌時間的計算。
過濾過程的計算:掌握設計型計算;理解操作型計算;掌握間歇過濾、連續(xù)過濾過濾機的生產能力計算;了解最大生產能力的概念及求解方法。
(6)加快過濾速率的途徑
理解加快過濾速率的途徑:從物料、操作條件、設備、過濾方式幾方面考慮。
五、顆粒的沉降和流態(tài)化
1.知識范圍
了解固體顆粒對流體的相對運動規(guī)律。掌握顆粒沉降運動 (重力沉降、離心沉降) 的基本原理。
2.考核要求
(1)概述
了解流固兩相物系、連續(xù)相、分散相概念。
了解只要流固兩相密度不同,即會發(fā)生相對運動的現(xiàn)象。
了解與流固兩相相對運動有關的化工過程,如沉降、流態(tài)化、氣力輸送等。
(2)顆粒的沉降運動
流體對固粒的繞流:了解流體與界面間的作用力(阻力、曳力),相對運動的幾種情況(本質上相同);兩種曳力——表面曳力、形體曳力;(總)曳力的影響因素。理解通過量綱分析法得出曳力系數(shù)的推導過程,掌握實驗結果。
靜止流體中顆粒的沉降(以重力場為例):掌握顆粒受力分析,沉降兩個階段(加速段、等速段)分析,沉降速度求解;了解其他因素對沉降的影響,簡介干擾沉降、端效應、分子運動、球形度、滴泡等。
(3)沉降分離設備:
分類:了解重力沉降設備、離心沉降設備分類,掌握其中的降塵室和旋風分離器。
重力沉降設備:掌握降塵室結構原理、工作過程介紹,分離條件、設計型、操作型計算、分離效果。
其他重力沉降設備:了解增稠器、分級器等的操作目的、工作過程的介紹。
離心沉降設備:與重力沉降設備比較,掌握其特點;掌握分離因數(shù)概念;掌握旋風分離器的結構原理、工作過程、適于分離顆粒的粒徑。
了解離心沉降機的工作過程,與旋風分離器的比較、與離心過濾機的區(qū)別。
六傳熱
1.知識范圍
了解三種傳熱基本方式的基本定律和計算方法,重點掌握熱傳導和對流給熱過程計算。了解換熱器的類型,掌握管殼式換熱器的設計及選用。了解新型換熱器,掌握傳熱的強化途徑。
2.考核要求
(1)概述
了解傳熱在化工過程中的重要性。
了解傳熱過程過程的二種形式:混合、蓄熱、間壁。
了解載熱體概念:加熱劑、冷卻劑。
(2)傳熱過程
掌握傳熱流量、熱流密度(熱通量)的概念及區(qū)別。
了解傳熱機理:傳導、對流、輻射。
了解定態(tài)傳熱、非定態(tài)傳熱。
(3)熱傳導
理解傅里葉定律,掌握氣、液、固導熱系數(shù)與溫度、壓強的關系。
(4)通過平壁、圓筒壁、多層壁的定態(tài)導熱
理解通過平壁、圓筒壁、多層壁的定態(tài)導熱的數(shù)學推導。
掌握在不同壁中熱流量、熱流密度的區(qū)別。
掌握熱阻的概念,傳熱速率通式。
掌握對數(shù)平均值,對數(shù)平均面積、半徑、直徑。
掌握多層壁的導熱通式,串聯(lián)過程推動力與阻力的加和性,多層壁熱阻與溫差的關系。
了解接觸熱阻的概念。
(5)對流給熱
了解流動對傳熱的貢獻,對流給熱過程的分類,強制對流與自然對流的概念。
對流給熱過程的數(shù)學描述:掌握牛頓冷卻定律;了解獲得給熱系數(shù)的三種方法;了解量綱分析法;理解四個準數(shù)及其表達的物理意義及定性特征(溫度、長度、物性等)。
(6)無相變的對流給熱系數(shù)的經驗關聯(lián)式
掌握圓形直管內低黏度流體強制湍流的給熱系數(shù)公式;了解高黏度、短管、過渡區(qū)的校正公式的校正;了解其他關系式。
(7)沸騰給熱與冷凝給熱
沸騰給熱:了解大容積飽和沸騰、沸騰曲線及強化傳熱;了解膜狀冷凝、滴狀冷凝。
冷凝給熱:了解平壁、圓管的給熱系數(shù)的計算,圓管水平、直立放置時給熱系數(shù)變化;了解影響傳熱的因素及強化傳熱
(8)熱輻射
基本概念:掌握吸收率、反射率、穿透率、黑體、灰體、斯蒂芬-玻耳茲曼定律、克希荷夫定律。
(9)傳熱過程計算
傳熱過程的數(shù)學描述:掌握熱量衡算微分方程、傳熱速率方程式、傳熱系數(shù)、污垢熱阻和壁溫估計。
傳熱過程的基本方程式:掌握傳熱過程的積分表達式、操作線與推動力的變化規(guī)律、傳熱基本方程式、對數(shù)平均推動力。
換熱器的設計型計算:掌握設計型計算的命題方式、設計型問題的計算方法、設計型計算中的參數(shù)選擇。
換熱器的操作性計算:掌握操作性計算的命題方式、操作性問題的計算方法、傳熱過程調節(jié)。
(10)換熱器
掌握列管式換熱器、套管式換熱器、螺旋板式換熱器、熱管式換熱器,了解其他類型換熱器,掌握管殼式換熱器的設計及選用原則。
了解換熱器得設計,如管束的排列方式、折流板、管板、對數(shù)平均溫度差的修正等。
掌握強化傳熱的途徑。
第二部分:有機化學
一、緒論
(一)了解有機化合物和有機化學的定義,有機化合物的特性,有機化合物的分類。
(二)理解共價鍵的形成和屬性,共價鍵的斷裂形式和有機反應的類型,有機酸堿的概念。
二、烷烴
(一)了解烷烴的定義、同系列和同分異構現(xiàn)象。
(二)理解烷烴的結構及構象,烷烴的熔點和沸點的變化規(guī)律
(三)掌握烷烴的系統(tǒng)命名原則,烷烴的鹵代反應及歷程,烷基自由基的穩(wěn)定性。
三、烯烴和二烯烴
(一)烯烴
1. 了解烯烴的物理性質、同分異構現(xiàn)象,烯烴的來源和制法。
2. 理解烯烴的結構,π鍵的形成及特性,烯烴的親電加成反應歷程。。
3. 掌握烯烴的命名及順反異構體的構型標記,烯烴的親電加成反應及馬氏規(guī)則,過氧化物效應,硼氫化—氧化反應,氧化反應,臭氧化—還原水解反應,α-H的鹵代反應,碳正離子的穩(wěn)定性。
(二)二烯烴
1. 了解二烯烴的分類和命名;
2. 理解共軛二烯烴的結構、共軛體系和共軛效應,共軛加成的反應歷程。
2. 掌握共軛二烯烴的共軛加成反應,雙烯合成反應。
四、炔烴
(一)了解炔烴的物理性質、同分異構、炔烴的制法。
(二)理解炔烴的結構。
(三)掌握炔烴、烯炔烴的命名;炔烴的化學性質(催化加氫反應、親電加成反應、氧化反應、炔氫的反應)。
五、脂環(huán)烴
(一)了解脂環(huán)烴的定義和分類。
(二)理解環(huán)烷烴的結構及穩(wěn)定性。
(三)掌握單環(huán)脂環(huán)烴的命名原則;單環(huán)脂環(huán)烴的化學性質(開環(huán)加成反應、鹵代反應、環(huán)烯烴的反應);環(huán)己烷及取代環(huán)己烷的構象。
六、芳香烴
(一)了解芳烴的分類、單環(huán)芳烴的物理性質,芳烴的來源,稠環(huán)芳烴。
(二)理解苯的結構,單環(huán)芳烴的親電取代反應歷程。
(三)掌握單環(huán)芳烴的命名;單環(huán)芳烴的親電取代反應,氧化反應,α-H的氧化及鹵代反應;兩類定位基,苯環(huán)上親電取代反應的定位規(guī)律及定位規(guī)律的應用。
七、鹵代烴
(一)了解鹵代烴的分類及同分異構,鹵代烴的物理性質,重要的鹵代烴。
(二)理解鹵代烴的親核取代反應歷程(SN1,SN2)
(三)掌握鹵代烴的命名;鹵代烴的親核取代反應、消除反應(Sayizeff規(guī)則)、與金屬鎂的反應;鹵代烴進行SN1、SN2反應的活性;鹵代烯烴、鹵代芳烴的分類及鹵原子的活性;鹵代烴的制法。
八、醇、酚、醚
(一)醇
1.了解醇的結構、分類和同分異構;醇的物理性質;重要的醇。
2.掌握醇的制備,醇的化學性質(與活潑金屬的反應、鹵代烴的生成、脫水反應、氧化和脫氫反應)。
(二)酚
1、了解酚的分類和結構,酚的物理性質,酚的氧化反應,重要的酚。
2、掌握酚的命名,酚的制備,酚的化學性質(酚羥基上的反應,芳環(huán)上的反應)
(三)醚
1.了解醚的分類和命名,醚的物理性質,硫醇和硫醚。
2.掌握醚的制備,醚的化學性質(醚鍵的斷裂規(guī)律),環(huán)氧乙烷的制備及性質。
九、醛和酮
(一)了解醛、酮的分類,物理性質,重要的醛、酮。
(二)理解醛、酮的結構,醛、酮的親核加成反應、羥醛縮合反應歷程。
(三)掌握醛、酮的命名,多官能團化合物的命名,醛、酮的制備,醛、酮的親核加成反應(與NCN加成、與NaHSO3加成、與ROH加成、與RMgX加成、與NH3衍生物反應),
α-氫原子的反應(鹵代、鹵仿反應,羥醛縮合反應),氧化反應,還原反應,歧化反應。醛、酮的親核加成活性。
十、羧酸及其衍生物
(一)羧酸
1.了解羧酸的分類,羧酸的物理性質,重要的羧酸。
2.理解羧酸的結構。
3.掌握羧酸的命名,羧酸的制備,羧酸的酸性,羧酸衍生物的生成,還原反應,脫羧反應,
α-氫原子的取代反應。取代基對羧酸酸性的影響規(guī)律。
(二)羧酸衍生物
1.了解羧酸衍生物的物理性質,重要的羧酸衍生物。
2.掌握羧酸衍生物的分類和命名,羧酸衍生物的水解、醇解、氨解反應,還原反應,酰胺的特殊反應,Claisen酯縮合反應,乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的性質及其在合成上的應用。羧酸衍生物發(fā)生加成-消除反應的活性。
十一、含氮化合物
(一)硝基化合物
1.了解硝基化合物的結構、分類和命名,硝基化合物的物理性質。
2.掌握芳香族硝基化合物的制法,硝基化合物的還原反應(催化加氫反應,酸性介質中的還原反應),硝基對苯環(huán)的影響(對苯環(huán)親電取代反應活性的影響、對酚和羧酸酸性的影響、對鹵原子活性的影響)。
(二)胺
1.了解胺的結構、分類,胺的物理性質。
2.掌握胺的命名和制備,胺的化學性質(胺的堿性、烴基化反應、?;磻?、磺酰化反應、與亞硝酸的反應、苯環(huán)上的取代反應),胺的堿性的變化規(guī)律。
(三)重氮和偶氮化合物
1.了解重氮鹽的命名。
2.掌握重氮鹽的制法,重氮鹽的放氮反應及在合成上的應用,偶聯(lián)反應。
(四)腈
1.了解腈的命名,重要的腈。
2.掌握腈的制法,腈的水解、醇解和還原反應。
十二、雜環(huán)化合物
(一)了解雜環(huán)化合物的分類、命名,六元雜環(huán)化合物。
(二)理解五元雜環(huán)化合物的結構。
(三)掌握五元雜環(huán)化合物的性質。
十三、對映異構
(一)了解偏振光和物質的旋光性,旋光度和比旋光度
(二)理解分子的手性,對稱面和對稱中心,能正確判斷一個分子是否是手性分子。
(三)掌握含一個手性碳原子化合物的對映異構,構型的表示方法(Fischer投影式、透視式),手性碳原子的構型標記方法(R/S法),含兩個手性碳原子化合物的對映異構。
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