《材料與化工綜合》科目大綱
(科目代碼：570 )
一、考核要求
1. 掌握物質性質、熱力學、化學平衡、相平衡、電化學、化學動力學、表面化學及膠體化學相關基本概念、基本原理及計算方法，并具有綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力
2. 掌握材料各種性能相關基本知識，包括力學(彈性、塑性、韌性、硬度、低溫脆性、疲勞、磨損、強韌化等)、光學、電、磁、聲、熱、化學等性能的基本概念、物理本質、變化規律以及性能指標的工程意義;了解材料性能的主要因素，掌握材料性能與其成分、組織結構之間的關系，基本掌握提高材料性能的主要途徑。
3. 掌握常見分析技術方法的基本原理和應用，能根據實驗需求，正確選擇分析、測試方法，看懂或分析一般的圖譜、圖像測試結果等，包括物質結構、X-射線衍射、電子衍射、原子光譜、電子能譜、分子光譜、色譜、電化學方法、熱分析方法等。
4. 掌握材料與化工工程技術相關基本知識，掌握一些材料及化工產品的生產原理，生產設備，工藝過程，技術發展現狀等。
二、考核評價指標
材料與化工綜合是針對材料與化工專業型碩士的專業課復試科目?？荚噷ο鬄閰⒓尤珖T士研究生入學考試的準考考生。該課程旨在考查學生對化學、材料、化學工程有關基礎理論知識的掌握程度。以及運用基礎理論知識，分析物質組成與結構、制備、加工及生產，企業管理等的能力。它的評價標準是高等學校優秀本科畢業生能達到的水平，以保證被錄取者具有較好的材料科學與化學工程基礎理論和應用基礎知識，能較好的適應入學后學習與科研工作。
三、考核內容
1. 物理化學與化學工程基礎
(1)物理化學基礎
1) 氣體的 PVT 關系 ：掌握理想氣體狀態方程和混合氣體的性質(道爾頓分壓定律、阿馬加分容定律)。了解實際氣體的狀態方程(范德華方程)。了解實際氣體的液化和臨界性質。了解對應狀態原理與壓縮因子圖。
2) 熱力學第一定律：明確熱力學的一些基本概念，如體系、環境、狀態、功、熱、變化過程等。掌握熱力學第一定律和內能的概念。熟知功與熱正負號和取號慣例。明確準靜態過程與可逆過程的意義及特征。明確 U 及 H 都是狀態函數，以及狀態函數的特性。較熟練地應用熱力學第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱等過程中的 ΔU、ΔH、Q 和 W。能熟練應用生成熱、燃燒熱計算反應熱。會應用蓋斯定律和基爾霍夫定律進行一系列計算。了解卡諾循環的意義。
1) 熱力學第二定律：明確熱力學第二定律的意義及其與卡諾定理的聯系。理解克勞修斯不等式的重要性。注意在導出熵函數的過程中，公式推導的邏輯推理。熟記熱力學函數 U、H、S、F、G 的定義，明確其在特殊條件下的物理意義和如何利用它們判別過程變化的方向和平衡條件。較熟練地運用吉布斯-亥姆霍茲公式和克老修斯-克拉貝龍方程式。掌握熵的統計意義。了解熱力學第三定律，明確規定熵的意義、計算及其應用。
2) 多組分系統熱力學：熟悉溶液濃度的各種表示法及其相互關系。掌握理想溶液定義、實質和通性。掌握拉烏爾定律和亨利定律。了解逸度和活度的概念，了解如何利用牛頓圖求氣體的逸度系數。明確偏摩爾量和化學勢的意義。掌握表示溶液中各組分化學勢的方法。了解稀溶液依數性公式推導和分配定律公式的推導和熱力學處理溶液問題的一般方法。
3) 化學平衡：掌握反應等溫式的應用。掌握均相和多相反應的平衡常數表示法。了解平衡常數與溫度、壓力關系和惰性氣體對平衡組成的影響，并掌握其計算方法。能根據標準熱力學函數的數據計算平衡常數。了解同時平衡、反應耦合、近似計算等處理方法。
4) 相平衡：掌握相、組分數和自由度的定義。了解相律的推導過程及其在相圖中的應用。掌握杠桿規則在相圖中的應用。在雙液系中以完全互溶的雙液系為重點掌握 P-X 圖和 T-X 圖。在二組分液—固體系中，以簡單共熔物的相圖為重點，掌握相圖的繪制及其應用。對三組分體系，了解水鹽體系相圖的應用，了解相圖在萃取過程中的應用。
5) 電化學：掌握電導率、摩爾電導率的意義及其與溶液濃度的關系。了解離子獨立移動定律及電導測定的一些應用。熟悉遷移數與摩爾電導率、離子遷移率之間的關系。掌握電解質的離子平均活度系數的意義及其計算方法。了解電解質溶液理論(主要是離子氛的概念)，并會使用德拜-休克爾極限公式。掌握電動勢與ΔrGm的關系，熟悉電極電勢的符號慣例。熟悉標準電極電勢及其應用(包括氧化能力的估計，平衡常數的計算等)。對于所給的電池能熟練、正確地寫出電極反應和電池反應并能計算其電動勢。明確溫度對電動勢的影響及ΔrHm和ΔrSm的計算。了解分解電壓的意義。了解產生極化作用的原因。
6) 統計熱力學初步：了解用最概然分布的微觀狀態數代替整個體系的微觀狀態數的原因。明確配分函數定義及其物理意義。了解定位體系與非定位體系的熱力學函數的差別。了解平動、轉動、振動配分函數及其對熱力學函數的貢獻。
7) 界面現象：掌握表面吉布斯函數、表面張力的概念，了解表面張力與溫度的關系。掌握彎曲表面的附加壓力產生的原因及其與曲率半徑的關系，會使用楊—拉普拉斯公式進行簡單計算。了解彎曲表面上的蒸氣壓，學會使用 Kelvin 公式。理解吉布斯吸附等溫式及各項的物理意義，并能進行簡單的計算。了解表面活性物質結構特性、表面活性劑的分類及其應用。了解液—固界面的鋪展與潤濕現象。理解氣—固表面的吸附本質、吸附等溫線的主要類型和吸附熱力學。
8) 化學動力學：掌握等容反應速率的表示法、基元反應、反應級數、反應分子數等基本概念。掌握具有簡單級數的反應的速率方程和特征，并能夠由實驗數據確定簡單反應的級數。對三種典型的復雜反應(對峙反應、平行反應和連串反應)，掌握其各自的特點，并能對其中比較簡單的反應能寫出反應速率與濃度關系的微分式。明確溫度、活化能對反應速率的影響，理解阿侖尼烏斯經驗式中各項的含義，計算Ea、A、k 等物理量。掌握鏈反應的特點。掌握穩態近似法、平衡態法和速控步驟法等近似處理方法。理解碰撞理論和過渡狀態理論。了解溶液中反應的特點和溶劑、電解質對反應速率的影響。了解催化反應的特點和常見催化反應的類型。了解光化學反應的特點。
9) 膠體化學：掌握膠體分散體系的動力性質、光學性質、電學性質等方面的特點，能利用這些特點對膠體粒子大小、帶電情況等方面分析并能應用于實踐。了解溶膠穩定 性特點及電解質對溶膠穩定性的影響，能判斷電解質聚沉能力的大小。了解乳狀 液的種類、乳化劑的作用及在工業和日常生活中的應用。了解大分子溶液與溶膠的異同點。
(2)化學工程基礎
1) 流體流動與輸送：應用靜力學方程進行有關靜力學問題的分析和求解;解釋連續性方程、流體流動過程能量衡算式的物理意義，并能熟練應用這兩個方程進行流體流動過程有關問題的分析與求解;牛頓粘性定律表達式所表示的意義;雷諾數表達式的物理意義并能應用于管路中流體流動相關問題的分析計算;能夠進行直管阻力、局部阻力計算;能夠分析影響直管阻力大小的因素，并能夠提出降低管路阻力的措施;識別簡單管路的特點，并能進行相關計算;離心泵的工作原理、離心泵的主要性能參數的物理意義，能夠應用泵的特性曲線，能夠確定泵的安裝高度，學會泵的選型;說明往復泵的工作原理。
