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时间:2018-03-24 10:43:33  来源: 澳门皇冠网  作者: 澳门皇冠网  
湖南省高等教育自学考试
纲 课 程 考 试 大 纲
化工基础
(课程代码:02058 )
湖南省教育考试院组编
2016 年 年 12  月
02058 化工基础考试大纲 第 1 页(共 9 页)
高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称:化工基础 课程代码:02058
第一部分 课程性质与目标
一、课程性质与特点
化工基础是高等教育自学考试制药科学与工程(本科)专业的专业核心课程,
它以化工生产为研究对象,以理论的应用为重点,研究化工类生产中具有共同特
点的单元操作和化学反应器的基本原理,具有工程性、应用性和综合性的特点,
是制药科学与工程(教育)专业开设的一门带有工程性质的专业必修课,也是主
要专业基础课程之一。化学工程基础课涉及的知识面广,综合性和实践性强,是
化学专业本科知识结构中必不可少的组成部分,担负着由理及工、由基础到专业
的特殊使命。不仅培养考生的工程观点、提高考生工程应用能力,而且有助于培
养考生综合运用知识,全面分析问题和解决问题的实际能力,在开发考生智能及
综合能力培养等方面具有重要作用和不可替代的地位。
二、课程目标与基本要求
化工基础课程主要讲授化学工程学的基础知识,使考生在具有无机、有机、分
析、物化等课程知识的基础上,熟悉化工生产的基本原理和掌握典型设备的基本
知识,了解化工过程开发的主要内容和方法,以及对典型化工产品生产的全过程
有所认识,学到应用技术经济观点综合处理问题的方法,培养考生科学研究、科
技开发、科技管理以及分析和解决一般生产问题的能力;提高考生科技创新和科
技成果产业化的意识和能力。重点学习“三传一反”的基本原理和方法,基本掌
握流动体系的能量转换及流体阻力等运算、传热方程和传热强化途径、典型换热
器计算、精馏中理论塔板数的求法、反应器类型及反应器体积的计算等。同时了
解有关设备的性能和它所依据的理论,了解怎样运用技术经济观点分析和处理实
际问题。
三、与本专业其他课程的关系
本课程是化工类专业大学本科考生必修的专业技术基础课程,它与制药科学
与工程专业的许多其他课程有着密切的关系。学习本课程之前应具备高等数学、
有机化学、物理、物理化学、工程制图及计算机语言等基础知识,故本课程为上
述基础课的后续课程。为有机化学、无机化学、物理化学等化学专业课方面知识
的实际运用打下坚实的基础。本课程亦为毕业设计打下基础。
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第二部分 考核内容与考核目标
绪 论
一、学习目的与要求
了解化学工业的形成、发展、分类及其在国民经济中的地位和作用;化工生
产过程的基本特点、生产过程的分析和过程优化;技术经济评价的主要方法和指
标。熟悉化工过程开发步骤、化工过程开发的放大方法;化工过程开发在化学工
业中的作用,化工过程开发的重要概念、基本步骤和方法。掌握化学工程学学科
的基本情况、化工基础课程的基本内容、主要研究方法和重要概念。
二、考核知识点与考核目标
(一)化工技术学科的发展(一般)
识记:化学工程发展简史
理解:化学工业的形成、发展、分类及其在国民经济中的地位和作用
(二)化工基础课的内容和学习目的(一般)
识记:三传一反
理解:化工基础课的学习目的
(三)化工过程开发(次重点)
识记:化工过程开发步骤;概念设计的定义
理解:化工过程开发的作用、放大周期与放大程度、技术经济评价的内容
和指标,可行性研究内容、作用和研究报告;化工过程开发步骤、
化工过程开发的放大方法、技术经济评价方法与经济效益分析
第一章 流体的流动及输送
一、学习目的与要求
了解层流内层与边界层;复杂管路计算要点。熟悉层流与湍流的特征;测速
管、孔板流量计及转子流量计的工作原理、基本结构与计算;往复泵的工作原理
及正位移特性;离心通风机的性能参数、特性曲线。掌握流体的密度和粘度的定
义、单位及影响因素,压力的定义、表示法及单位换算;流体静力学方程、连续
性方程、柏努利方程及其应用;流动型态及其判据,雷诺准数的物理意义及计算;
流体在管内流动的机械能损失计算;简单管路的计算;离心泵的工作原理、性能
参数、特性曲线,泵的工作点及流量调节,泵的安装及使用等。
二、考核知识点与考核目标
(一)流体概述(一般)
识记:流体的含义及特性
理解:连续介质假设;定态流动与非定态流动
(二)流体静力学(次重点)
识记:流体的密度;流体的压强
理解:流体静力学基本方程
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应用:流体压强的计算、流体静力学基本方程的应用
(三)流体在管内流动的基本方程(重点)
识记:流体的流量与流速;流体的常用流速
理解:连续性方程、柏努利方程
应用:流量、流速的计算,连续性方程、柏努利方程在工程中的应用
(四)流体的流动现象(次重点)
识记:牛顿粘性定律;雷诺数;流体的流动类型;边界层及其厚度
理解:流体的粘度;层流与湍流的特征;圆管内层流与湍流的平均流速;
边界层分离
(五)流体在管内的流动阻力损失(重点)
识记:直管阻力和局部阻力的定义;直管层流阻力损失
理解:直管阻力损失计算式;湍流阻力损失;阻力系数法与当量长度法
应用:管内流动阻力的计算
(六)管路计算(次重点)
识记:化工管路的基本知识
应用:简单管路、分支管路、并联管路的计算
(七)流速和流量的测量(一般)
识记:常用流量测量装置的类型和原理
(八)流体输送机械(次重点)
识记:流体输送机械的分类
理解:离心泵的工作原理、构造、性能、安装、操作、调节和选择;离心
泵的气缚与气蚀
应用:离心泵的功率、效率以及安装高度的计算
第二章 热量传递
一、学习目的与要求
了解常用换热器类型、结构及工作原理;热辐射基本概念及计算;对流与辐
射联合传热。熟悉有相变对流传热过程及影响因素;复杂流动的平均温度差求算;
列管式换热器的设计要点;传热过程强化措施。掌握热传导、热对流、热辐射的
传热特点;传导传热基本方程式及在平壁和圆筒壁定态热传导过程中的应用;对
流传热基本原理与对流传热系数;总传热过程的计算;管式换热器的结构和传热
计算。
二、考核知识点与考核目标
(一)概述(一般)
识记:传热的基本方式及其特征;冷热流体的接触方式;载热体的选择
(二)热传导(重点)
识记:固液气导热系数
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理解:平壁与圆筒壁热传导;傅里叶定律
应用:平壁与圆筒壁热传导的有关计算
(三)对流传热(次重点)
识记:不同流体的温度分布;热边界层
理解:对流传热及牛顿冷却定律
(四)传热系数经验关联式(一般)
识记:传热系数的影响因素
(五)传热过程的计算(重点)
识记:传热的基本方式,间壁式换热器传热过程
理解:热量衡算;传热系数的含义、变温传热过程的方式和传热基本方程式
应用:变温传热过程的传热平均温度差的计算;传热过程中总传热系数的
确定;传热基本方程式的应用
(六)换热器(一般)
识记:间壁式换热器传热过程;换热器的类型,列管换热器的选型方法
理解:强化传热过程的途径
第三章 传质分离过程
一、学习目的与要求
了解分子扩散系数及影响因素;塔高计算基本方程的推导;其它精馏方式的
特点;精馏过程的强化。熟悉各种形式的传质速率方程、传质系数和传质推动力
的对应关系;各种传质系数间的关系;气膜控制与液膜控制;吸收剂的选择;吸
收塔的操作型分析;解吸的特点及计算;理论板层数简捷计算法;精馏装置的热
量衡算;平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算;塔板的主要类型、塔板负荷性能图
的特点及作用。掌握相组成的表示法及换算;气体在液体中溶解度,亨利定律各
种表达式及相互间的关系;相平衡的应用;分子扩散、菲克定律及其在等分子反
向扩散和单向扩散的应用;对流传质概念;双膜理论要点。了解双组分理想物系
的气液相平衡关系及相图表示;精馏原理及精馏过程分析;双组分连续精馏塔的
计算(包括物料衡算、操作线方程、q 线方程、进料热状况参数 q 的计算、回流比
确定、求算理论板层数等);板式塔的结构及气液流动方式、板式塔非理想流动及
不正常操作现象、全塔效率和单板效率、塔高及塔径计算。掌握吸收的物料衡算、
操作线方程及图示方法;最小液气比概念及吸收剂用量的确定;填料层高度的计
算,传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义,传质单元数的计算(平推动
力法和吸收因数法);吸收塔的设计计算。掌握几种主要膜分离特征,超滤过程的
原理,渗透速率,截留率,膜分离过程的流程和操作,浓差极化现象,典型的膜
分离器,超滤的应用及主要计算。
二、考核知识点与考核目标
(一)传质过程的机理及传质设备(次重点)
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识记:分离过程的分类;菲克定律
理解:双膜理论;气液相传质速率方程、传质系数和传质推动力的对应关
系;气液相传质设备
(二)液体的精馏(重点)
识记:蒸馏操作的分类;
理解:理想溶液的气液相平衡关系,气—液平衡相图和相对挥发度;精馏
原理、连续精馏装置流程;理论板的概念,恒摩尔流假设,进料热
状况的影响和操作线方程,回流比的影响及其选择;操作线方程,
物料衡算
应用:精馏过程的物料衡算,理论塔板数的确定,最小回流比的计算
(三)吸收(次重点)
识记:吸收操作的分类;影响平衡关系的主要因素,亨利定律、气液相平
衡与吸收过程的关系
理解:吸收中常用的相组成表示法,相内传质、相际传质;填料层高度的
计算,传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义,传质单元数
的计算(平推动力法和吸收因数法);传质速率方程、气膜控制和液
膜控制和吸收剂的选择
应用:吸收剂最小用量和适宜用量的确定、填料吸收塔直径、填料层高度
的计算及解析塔的有关计算
(四)膜分离(一般)
识记:几种主要膜分离特征;渗透速率;截留率;典型的膜分离器
理解:超滤过程的原理;膜分离过程的流程和操作;浓差极化现象;超滤
的应用及主要计算
第四章 化学反应工程的基本原理
一、学习目的与要求
了解化学反应工程的基本研究方法是数学模型法,数学模型的主要内容及其
相互关系;非理想流动模型的形式及处理问题的方法;非理想流动反应器的基本
概念及表述方法。熟悉均相化学反应动力学的基本概念和建立动力学方程的方法;
简单级数反应、连串反应、平行反应、可逆反应及自催化反应的特性及不同反应
器型式与反应转化率、选择性及收率的关系;停留时间分布的概念及停留时间分
布参数的意义和测定。掌握理想反应器的形式、特点和基本计算;气固相催化反
应本征动力学的概念及动力学模型的建立方法;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;气固相催化固定床反应器的模型化方法。
二、考核知识点与考核目标
(一)概述(一般)
识记:本征动力学与宏观动力学;反应器的几种时间概念;
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理解:化学反应工程的研究内容;主要反应器的形式、分类及应用场合;
混合与返混
(二)化学反应体系的量(次重点)
识记:反应进度、转化率、收率及选择性的概念;膨胀因子与体积膨胀率
理解:化学反应速率的定义
(三)均相反应器(重点)
识记:反应器的设计内容;反应器的设计方法;复合反应的分类及各类反
应的特点
理解:理想反应器(间歇反应器、全混流反应器、活塞流反应器)的结构、
分类和特点;空时、空速的基本概念;停留时间的概念; 理想反应
器(全混流反应器、活塞流反应器)的并联与串联组合
应用:理想反应器(间歇反应器、全混流反应器、活塞流反应器)基本方
程,计算停留时间、有效容积、反应转化率;一级不可逆反应时多
釜串联全混流反应器的设计计算方法
(四)化学反应器中的非理想流动(重点)
识记:停留时间的概念;停留时间分布函数 F(τ)、停留时间分布密度 E(τ)
的概念、性质、物理意义及相互关系
理解:脉冲法、阶跃法的实验方法及特点;无因次停留时间分布函数与分
布密度表示方法;理想反应器中的停留时间分布;非理想流动模型
(多釜串联模型、轴向扩散模型)
应用:用 E(τ)和 F(τ)确定反应器内物料的流况、用方差定性判断反应器内物
料的返混程度和反应器性能
(五)气-固相催化反应(次重点)
识记:气-固相催化反应进行的基本过程;外部效率因子;内部效率因子
理解:气固相催化反应过程的机理;达姆克勒准数(Da)的表达式及物理
意义;外部效率因子与达姆克勒准数的关系;蒂勒模数;内部效率
因子与蒂勒模数的关系;影响内部效率因子的因素;内扩散影响的
判据
(六)气-固相催化反应器(次重点)
识记:固定床反应器及流化床反应器的概念
理解:固定床催化反应器和流化床催化反应器的类型及性能;流态化现象;
理想的流化状态的特征;固定床反应器及流化床反应器的优缺点;
固定床反应器及流化床反应器的分类;固定床反应器及流化床反应
器床层压降
(七)生化反应工程基础(一般)
识记:生化反应的分类及特征;生化反应器类型
理解:酶催化反应速率与底物浓度的关系;米氏方程及米氏常数的确定;
抑制剂对酶催化过程的影响;莫诺方程
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第三部分 有关说明与实施要求
一、考核的能力层次表述
本大纲在考核目标中,按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其
应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系,后者必须建立在前者的基
础上,其含义是:
识记:能知道有关的名词、概念、知识的含义,并能正确认识和表述,是低
层次的要求。
理解:在识记的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌
握有关概念、原理、方法的区别与联系,是较高层次的要求。
应用:在理解的基础上,能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的
多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题,是最高层次的要求。
二、教材
1.指定教材:
化学工程基础,温瑞媛等,北京大学出版社,2002 年版
2.参考教材:
化学反应工程原理,张濂等编,华东理工大学出版社,2007(第二版)
化工原理(上、下册),陈敏恒等,化学工业出版社,2006(第三版)
三、自学方法指导
1.在开始阅读指定教材某一章之前,先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点
及对知识点的能力层次要求和考核目标,以便在阅读教材时做到心中有
数,有的放矢。
2.阅读教材时,对于分离设备与反应设备等章节要抓住其原理、熟悉设备的
工艺流程、掌握其设计公式的内涵、领会各公式之间的相互关系、加强运
用基本概念和工程观点分析和解决化工实际问题的训练。要集中精力理解
化工过程的内在规律,吃透每一个知识点,对基本概念必须深刻理解,对
基本理论必须彻底弄清,通过必要的做题和训练,掌握思考问题的方法,
养成良好的解题习惯,加强对基本概念、基本理论的理解,提高解题技能
和解决工程问题的能力。
3.在自学过程中,既要思考问题,也要做好阅读笔记,把教材中的基本概念、
原理、方法等加以整理,这可从中加深对问题的认知、理解和记忆,以利
于突出重点,并涵盖整个内容,可以不断提高自学能力。
4.完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识,培养分析
问题、解决问题及提高能力的重要环节,在做练习之前,应认真阅读教材,
按考核目标所要求的不同层次,掌握教材内容,在练习过程中对所学知识
进行合理的回顾与发挥,注重理论联系实际和具体问题具体分析,解题时
应注意培养逻辑性,针对问题围绕相关知识点进行层次(步骤)分明的论述
或推导,明确各层次(步骤)间的逻辑关系。
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5.完成一定数量的模拟试题,检查自己对知识点掌握的全面程度。对存在的
问题进行针对性的学习与复习。
四、对十博官网助学的要求
1.应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2.应掌握各知识点要求达到的能力层次,并深刻理解对各知识点的考核目标。
3.辅导时,应以考试大纲为依据,指定的教材为基础,不要随意增删内容,
以免与大纲脱节。
4.辅导时,应对学习方法进行指导,宜提倡“认真阅读教材,刻苦钻研教材,
主动争取帮助,依靠自己学通”的方法。
5.辅导时,要注意突出重点,对考生提出的问题,不要有问即答,要积极启
发引导。
6.注意对考生能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导考生逐步学会独
立学习,在自学过程中善于提出问题,分析问题,做出判断,解决问题。
7.要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事,在各个能
力层次中会存在着不同难度的试题。
8.助学学时:本课程共 4 学分,建议总课时 72 学时,其中助学课时分配如
下:
章 次  内 容  学 时
绪 论  4
第 1 章  流体的流动及输送  14
第 2 章 热量传递  12
第 3 章 传质分离过程  22
第 4 章 化学反应工程的基本原理  20
合 计  72
五、关于命题考试的若干规定
1.本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章,适当
突出重点。
2.试卷中对不同能力层次的试题比例大致是:“识记”为 20%、“理解”为
40%、“应用”为 40%。
3.试题难易程度应合理:易、较易、较难、难比例为 2:3:3:2。
4.每份试卷中,各类考核点所占比例约为:重点占 60%,次重点占 30%,一
般占 10%。
5.试题类型一般分为:单项选择题、填空题、名词解释题、简答题、计算题。
6.考试采用闭卷笔试,考试时间 150 分钟,采用百分制评分,60 分合格。
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六、题型示例(样题)
一、单项选择题(本大题共■小题,每小题■分,共■分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题卡”
上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。
1.流体通过离心泵所获得的能量主要表现在
A.动能增加 B.静压能增加 C.位能增加 D.流量增大
二、填空题(本大题共■小题,每小题■分,共■分)
1.在流动系统中,若各截面上流体的流速、压强、密度等有关物理量仅随 而改
变,但不随时间而变,这种流动称为稳定流动。
三、名词解释题(本大题共■小题,每小题■分,共■分)
1.反应进度
四、简答题(本大题共■小题,每小题■分,共■分)
1.简述气—固相催化反应过程的宏观过程。
五、计算题(本大题共■小题,每小题■分,共■分)
1.常压连续精馏操作中,原料液于泡点下送入塔中,已知操作线方程如下:
精馏段 y=0.723x +0.263
提馏段 y=1.25x –0.0187
试求原料液、馏出液及釜液的组成和回流比。
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