大家好~北京化工大学化学工程学院2026年硕士研究生入学考试课程《化工综合2(包含物理化学、化学反应工程、化工热力学及实验综合能力测试)》复试大纲已经公布了,接下来就和小编一起来看看具体有哪些内容吧!
北京化工大学化工学院2026复试大纲
  《化工综合2》科目考试大纲
  第一部分物理化学
  一、适用的招生专业
  化学工程与技术、材料与化工专业。
  二、考试的基本要求
  (一)掌握的内容
  理想气体状态方程;理想气体的宏观定义及微观模型;分压、分体积概念及计算;饱和蒸气压概念。
  热力学第一定律文字表述和数学表达式;热力学第一定律在纯pVT变化、在相变化及化学变化中的应用;计算各种过程的功、热、内能变、焓变的方法
  卡诺循环和卡诺定理、可逆过程等概念;热力学第二定律的文字表述和数学表达式;熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义及判据;物质纯pVT变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用;热力学基本方程式;克拉佩龙方程、克劳修斯-克拉佩龙方程的计算。
  拉乌尔定律、亨利定律有关计算。
  标准平衡常数的定义,等温方程及范特霍夫方程的推导及应用;用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法,判断在一定条件下化学反应可能进行的方向,会分析温度、压力、组成等因素对平衡的影响。
  相律的应用;单组分系统、二组分气—液平衡系统和二组分凝聚系统典型相图的分析和应用;用杠杆规则进行分析与计算。
  离子平均活度及活度系数相关计算;掌握电池表示;电池电动势与热力学函数的关系及能斯特方程;常用电极、电池反应;电极电势、电池电动势的计算。
  化学反应速率、反应速率常数以及反应级数的概念;掌握一级、零级、二级、n级反应的速率方程及其应用;阿伦尼乌斯方程。
  (二)理解的内容
  真实气体与理想气体的偏差、临界现象;范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子图。
  系统与环境、状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念;功、热、内能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念。
  自发过程、热机效率;推导热力学公式的演绎方法;克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程。
  偏摩尔量及化学势的概念;逸度的定义;拉乌尔定律、亨利定律;理想液态混合物的定义及混合性质;活度及活度系数的概念;稀溶液的依数性的应用。
  相律的意义、推导。
  离子平均活度及活度系数定义;可逆电池的概念;原电池的设计原理。
  表面张力、比表面功及表面吉布斯函数的概念;接触角、润湿的概念及其与表面张力的关系;附加压力的概念和拉普拉斯公式;毛细现象;开尔文公式及亚稳状态与新相生成的关系;物理吸附与化学吸附的含义和区别;兰格缪尔单分子层吸附理论和兰格缪尔吸附等温式;溶液表面的吸附及表面活性物质的作用与应用。
  基元反应、反应分子数、反应机理的概念;通过实验确立速率方程的方法;温度对化学反应速率的影响;活化能及指前因子的定义。
  玻尔兹曼分布的意义和应用;配分函数的意义及计算;热力学函数与配分函数的关系。
  胶体的光学性质、动力性质和电学性质;胶团的结构;胶体稳定性与聚沉作用。
  (三)了解的内容
  对比状态方程及其它真实气体方程。
  可逆过程的概念。
  化学势判别式的使用;理想气体、真实气体中各组分化学势的表达式;逸度的计算;理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式;真实理想液态混合物、真实溶液中各组分化学势的表达式;稀溶液的依数性。
  化学反应过程的推动力;真实气体化学平衡与混合物及溶液中的化学平衡。由实验数据绘制简单相图的方法。
  表征电解质溶液导电性质的物理量;离子强度的定义、德拜--休格尔极限公式;极化作用和超电势的概念。
  统计热力学的基本假设;粒子的运动形式、能级分布与状态分布;分布的微态数及系统的总微态数;最可几分布及平均分布。
  分散体系的分类及胶体的定义;胶体分散体系主要特征;胶体稳定存在原因。
  三、考试的方法和考试时间
  考试为闭卷笔试,考试时间为0.5小时。
  四、考试的主要内容与要求
  (一)气体的pVT性质
  1.理想气体:模型及状态方程,分压定律、分体积定律。
  2.真实气体:真实气体的液化、与理想气体的偏差及状态方程。
  3.对应状态原理及压缩因子图:临界现象、临界参数、对比参数、对应状态原理;压缩因子图及使用。
  (二)热力学第一定律
  1.基本概念:系统、环境、过程、途径、性质、状态、状态函数、平衡态。
  2.热力学第一定律:功、热、热力学能,热力学第一定律;恒容热、恒压热、焓。
  3.体积功计算:不同过程体积功的计算。
  4.热容:平均热容、定压摩尔热容(Cp,m)、定容摩尔热容(Cv,m);Cp,m与Cv,m的关系。
  5.热力学第一定律对理想气体的应用:焦耳实验,理想气体的热力学能、焓、热容差;理想气体的恒温、恒压、恒容与绝热过程。
  6.相变焓。
  7.热力学第一定律对实际气体的应用:焦耳--汤姆生效应、节流系数;实际气体的热力学能与焓。
  8.热化学:等压、等容热效应,Hess定律。
  9.摩尔反应焓:反应进度、标准态、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓及标准摩尔燃烧焓;标准摩尔反应焓与温度的关系。
  (三)热力学第二定律
  1.热力学第二定律:自发过程的共同特征、热力学第二定律的文字表述;卡诺循环及卡诺定理,热力学第二定律的数学表达式;熵增原理及熵判据。
  2.熵变计算:简单pVT变化过程、可逆相变与不可逆相变过程的熵变。
  3.热力学第三定律:热力学第三定律,规定熵、标准熵,化学反应熵变的计算。
  4.亥姆霍兹函数与吉布斯函数:定义、恒温恒容过程与恒温恒压过程变化方向的判据,亥姆霍兹函数与吉布斯函数变化的计算。
  5.热力学基本方程和麦克斯韦关系式:热力学基本方程与T-S图、麦克斯韦关系式;热力学证明的一般方法。
  6.热力学第二定律应用举例:克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程。
  (四)多组分系统热力学
  1.偏摩尔量与化学势:偏摩尔量的概念、求法及吉布斯--杜亥姆方程,化学势的定义、判据及化学势与温度、压力的关系。
  2.理想气体的化学势:理想气体及其混合物的化学势。
  3.真实气体的化学势:真实气体及其混合物的化学势,逸度及逸度因子的概念、计算及普遍化逸度系数图,路易斯--兰德尔逸度规则。
  4.拉乌尔定律与享利定律。
  5.理想液态混合物:理想液态混合物的化学势及混合性质。
  6.理想稀溶液:溶剂、溶质的化学势;分配定律。稀溶液的依数性。
  7.非理想液态混合物及溶液:真实液态混合物、溶液中各组分的化学势,活
  度及活度因子。
  (五)化学平衡
  1.化学反应的方向和限度:化学反应平衡的条件、标准平衡常数的导出及化学反应等温方程式。
  2.理想气体反应的平衡常数:标准平衡常数的性质、KӨ、Kp、KcӨ、Ky、Kn的关系;平衡常数及平衡组成的计算。
  3.有纯态凝聚相参加的理想气体反应:标准平衡常数的表示式,分解压力与分解温度。
  4.标准摩尔反应吉布斯函数ΔrGmӨ:Δr GmӨ与KӨ,标准摩尔生成吉布斯函数ΔfGmӨ及ΔrGmӨ的计算。
  5.温度对标准平衡常数的影响:吉布斯-亥姆霍兹方程、范特霍夫方程,平衡常数与温度的关系。
  6.其它因素(浓度、压力、惰性组分)对化学平衡的影响。
  7.同时平衡,反应耦合。
  8.真实气体的化学平衡。
  9.混合物及溶液中的化学平衡。
  (六)相平衡
  1.、相律:相、相平衡、组分数、自由度数的概念,相律的推导。
  2.、相平衡的边界条件。
  3.、单组分系统相平衡:水及CO2的相图。
  4.、两组分液态完全互溶系统的气-液平衡:理想液态混合物的p-X、T-X图,杠杆规则。真实液态混合物的p-X、T-X图,恒沸混合物及精馏原理。
  5.、两组分液态部分互溶系统气-液平衡:部分互溶系统的温度-溶解度图、部分互溶系统的气-液平衡相图(T-X图)。
  6.、两组分液态完全不互溶系统的气-液平衡T-X、p-T图,水蒸汽蒸馏。
  7.、两组分系统的液一固平衡:两组分固态不溶凝聚系统相图(生成低共熔混合物及水盐系统相图);生成化合物(稳定、不稳定)的凝聚系统相图。
  8.、两组分固态互溶(完全互溶、部分互溶)系统:相图的绘制(热分析法及溶解度法);步冷曲线及相图分析。
  (七)电化学
  1.两种导体,电解质溶液的导电机理,法拉弟定律;离子的迁移现象、迁移数、迁移数的实验测定;电导、电导率、摩尔电导率,影响电导的因素;离子独立运动定律;电迁移率;电导的实验测定及应用(计算弱电解质的电离度和电离常数、计算难溶盐的溶解度、电导滴定)。
  2.电解质的平均活度和平均活度系数;德拜-休格尔极限公式。
  3.金属与溶液间电势差的产生,原电池的电动势。
  4.电池的充电与放电,可逆电池的条件。第一、二类电极、氧化-还原电极。
  5.电池的电动势与电池反应的△rGm,△rHm,△rSm之间的关系。能斯特方程。
  6.标准氢电极、参比电极,电极电势及其计算;电池电动势与电极电势的关系。
  7.电极浓差电池与电解质浓差电池;液体接界电势的产生及计算;盐桥的作用.
  8.将反应设计成电池的一般方法。
  9.分解电压、极化与超电势、极化曲线、析出电势;电解时的电极反应。
  (八)界面现象
  1.界面与表面,吉布斯函数与表面张力,典型的界面现象;表面张力、表面自发过程判据、影响表面张力的因素。
  2.润湿定义与分类,杨氏方程与接触角,润湿与辅展概念。
  3.弯曲液面的附加压力,拉普拉斯方程,毛细现象,开尔文方程,亚稳状态(过饱和蒸气、过热液体、过冷液体、过饱和溶液)。
  4.物理吸附与化学吸附,等温吸附,弗仑德利希经验式;兰格谬尔单分子层吸附理论,及兰格谬尔吸附等温式;BET吸附公式及固体表面积的测定。
  5.溶液吸附,正吸附与负吸附,吉布斯吸附公式,表面活性物质。
  (九)化学动力学基础
  1.反应速率的表示方法及实验测定,速率方程形式,基元反应与非基元反应。
  2.基元反应的速率方程—质量作用定律,反应分子数。速率方程的一般形式,反应级数。速率常数。
  3.零级、一级、二级及n级反应的特点。速率方程的确定(微分方法,积分法,半衰期法)。
  4.一般情况与特殊情况,反应速率温度系数,阿累尼乌斯公式,活化能。
  5.对行反应,平行反应、连串反应。
  6.速控步骤法,平衡态法,稳态法。
  7.直链反应,支链反应与爆炸,溶液中的反应,光化学,光化反应的基本定律,量子效率,光化反应,催化反应,均相催化反应多相催化反应。
  8.气相双分子简单碰撞理论,过渡状态理论。
  (十)统计热力学基础
  1.统计系统分类、粒子的运动形式各种运动形式的能级公式,能级分布与状态分布。
  2.分布微态数的计算,系统的总微态数。
  3.等概率假设,最概然分布。波尔兹曼分布(拉格朗日待定乘数法)。最概然分布与平衡分布的关系。
  4.配分函数的析因子性质,能量零点对配函数的影响。平动配分函数的计算,
  双原子分子转动,振动配分函数的计算。
  5.内能与配分函数关系、热熔与配分函数关系
  6.玻尔兹曼定理、熵的统计意义、摘取最大项原理、熵与粒子配分函数关系、光谱熵与统计熵
  7.亥姆霍兹函数与粒子配分函数关系、吉布斯函数与粒子配分函数关系、焓函数与粒子配分函数关系、理想气体状态方程推导
  8.理想气体的标准摩尔吉布斯自由能、理想气体的标准摩尔吉布斯自由能函数、理想气体的标准摩焓函数、理想气体化学平衡常数的统计表达式。
  (十一)胶体化学
  1.分散物系的基本性质与分类。分子分散系统、胶体分散系统、粗分散系统。
  2.丁达尔效应,雷利公式。
  3.布朗运动与扩散,沉降与沉降平衡。
  4.电泳,电渗,沉降电势,流动电势。双电层结构。
  5.胶团结构
  6.DLVO理论主要内容、溶剂化作用、胶体稳定原因。
  7.胶粒带电的稳定作用,憎液溶胶的聚沉,聚沉值。
  (十二)实验
  1.恒温槽原理及无水乙醇黏度的测定
  2.萘的燃烧热的测定
  3.液体饱和蒸汽压的测定
  4.氨基甲酸胺分解反应平衡常数的测定
  5.二组分系统气液平衡相图
  6.乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
  7.蔗糖转化反应速率常数的测定
  8.原电池电动势的测定
  五、试卷结构
  试卷满分50分,解答题和计算题。
  第二部分化学反应工程
  一.适用的招生专业
  化学工程与技术、材料与化工。
  二.考试的基本要求
  要求考生掌握化学反应工程的基本原理,理想反应器的设计计算,非理想反应器的基本概念;具备利用化学反应工程的基本理论和知识综合分析、计算和解决化工生产中有关化学反应过程实际问题的能力。
  1.掌握均相化学反应动力学的基本概念、术语和建立动力学方程的方法。
  2.掌握理想反应器的分类方法和特点、反应器数学模型建立方法和等温理想反应器设计计算与性能分析;了解非等温反应器设计原则和设计步骤。
  3.掌握单一反应过程影响因素及其反应器选型;熟悉不同类别复合反应过程特点,并能依据反应过程特点进行适宜反应器选型与等温过程设计计算;了解复合反应过程非等温反应器设计原则和设计步骤。
  4.掌握非理想流动反应器的基本概念及表述方法,停留时间分布的概念及停留时间分布参数的意义和测定。了解非理想流动模型的形式及处理问题的方法。
  5.掌握气固相催化反应本征动力学的基本概念、术语和本征动力学模型的建立方法。
  6.掌握气固相催化反应宏观动力学的内容,有效因子的概念及基本计算。
  7.掌握气固相催化固定床反应器的模型化方法。
  三.考试的方法和考试时间
  考试为闭卷笔试,可以使用无字典和编程功能的电子计算器;考试时间为30分钟。
  四.考试的主要内容与要求
  1.均相化学反应动力学
  等温条件下简单级数反应、连串反应、平行反应、可逆反应和自催化反应的计算。
  2.均相理想反应器
  理想反应器的形式、操作方式、特点及其组合。
  简单级数反应、连串反应、平行反应、可逆反应及自催化反应在理想反应器中进行时,反应时间、反应器体积、转化率、收率和选择性的计算。
  3.非理想流动反应器
  非理想流动的基本概念,停留时间分布及非理想流动模型的简单计算。
  4.气固相催化反应动力学
  催化剂表面吸附、反应的基本概念,本征动力学、宏观动力学建立的方法,催化剂有效因子的计算方法。
  5.气固相催化固定床反应器
  固定床反应器的模型化方法,简单的模型推导,模型参数的意义。
  五.试卷结构
  试卷满分50分,考题由简述题和计算题组成。
  第三部分化工热力学
  一、考试目标
  化工热力学是化学工程专业的重点基础课程,旨在考察考生对热力学基本原理、定律、核心概念的理解及其在化工过程中的应用能力。重点在于定量描述流体的热力学性质,构建其与温度压力等变量之间的关系,并用于相平衡与化学平衡,以及化工过程的能量与㶲分析。要求考生能运用所学知识解决实际工程问题,并具备初步的工程分析与研究能力。
  1.核心定律与概念:熟练掌握热力学定律及相关基本概念(系统、状态、过程、平衡、广延/强度变量等)。
  2.物质热力学性质:精通纯物质及混合物的pVT性质、焓、熵、自由能等的计算与表示(状态方程、剩余性质、逸度、活度)。
  3.相平衡与化学平衡:掌握相律、汽液平衡(相图分析、计算)、化学平衡(平衡常数、影响因素)。
  4.过程热力学分析:熟练运用第一定律(能量平衡)和第二定律(熵/㶲平衡)分析化工过程,评估效率。
  5.数据获取与应用:具备利用手册、数据库获取物性参数并应用于计算的能力。
  二、考试内容要点
  1.流体pVT关系
  •重点:相律,单组分流体pVT行为模型化(状态方程:理想气体、维里、三次型、对应状态原理),偏心因子,纯流体的汽液平衡(饱和蒸汽压、克拉伯龙方程),混合气体的pVT关系(混合规则)。
  •要求:熟练运用状态方程计算体积/压力,理解对应状态原理。
  2.流体的热力学性质:焓和熵
  •重点:热力学基本方程(全微分展开、麦克斯韦关系),剩余性质(焓、熵)的定义与计算,焓变、熵变的计算(含相变),温熵图/压焓图的应用。
  •要求:掌握热力学函数关系的推导,剩余性质、焓变熵变计算,图表分析。
  3.流体的热力学性质:多组元体系、逸度和活度
  •重点:多组元体系的热力学基本方程,化学位,偏摩尔量(定义、加和性、Gibbs-Duhem),混合性质,逸度、逸度系数(与剩余性质的关系),活度、活度系数(定义、标准态、模型)。
  •要求:理解化学位、偏摩尔量,掌握逸度、活度的计算与应用。
  4.过程热力学分析:基于第一定律
  •重点:控制体积分析,质量守恒与能量守恒方程,流动功与轴功,压缩/膨胀功计算,热机循环(Rankine,Brayton)、制冷循环的原理与效率计算。
  •要求:熟练进行过程能量平衡,计算循环效率。
  5.过程热力学分析:基于第二定律
  •重点:熵产生,能量的“质”(㶲)的概念,物流㶲计算,㶲平衡方程与㶲效率。
  •要求:理解㶲的概念,掌握㶲分析方法,评估过程的㶲效率。
  6.流体相平衡
  •重点:相律,二元体系汽液平衡相图(T-x/y,P-x/y,y-x)分析,中低压汽液平衡计算(理想/非理想,共沸)。
  •要求:掌握相图分析,计算中低压汽液平衡。
  三、复习建议
  •概念:加强理解(为何提出?解决什么问题?有何弊端?)。除了热力学基本方程和重要的定义式,不要记忆其他具体模型的公式,多尝试推导公式。
  •计算:压缩因子、焓变熵变、活度、逸度、相平衡。不要纠结具体数值,要厘清计算思路,根据流体所处的状态选择适合的模型。
  •数据:练习运用化工和物化的常用手册、数据库。
  第四部分实验及综合能力
  一、适用的招生专业
  化学工程与技术、材料与化工
  二、考试的基本要求
  (一)实验室安全基本知识部分
  了解与掌握化学化工实验室基本安全常识与知识,重点掌握涉及实验室化学品管理、仪器/设备管理和设施管理等方面的安全常识与知识。
  (二)化工专业综合实验部分
  了解与掌握化工类重要专业实验(主要涉及与化工热力学、化学反应工程、流体混合、化工工艺学、煤化工工艺学等课程相关的实验)的原理、设备与流程、实验过程及实验现象等;能够完成某化工过程,如产品生产、催化剂评价或物性参数测定等过程的实验设计等。
  三、考试的方法和考试时间
  考试为闭卷笔试,考试时间为30分钟。
  四、试卷结构
  试卷满分50分。第一部分实验室安全知识题,共10分,题型为填空题(选择填空题);第二部分化工专业实验综合题,共40分,题型为实验流程图绘制与文字叙述等。