《化工热力学》课程考试大纲第一部分考试说明一、考试性质《化工热力学》是是化学工程学分支学科之一，是化学工程与工艺专业（本科段）的一门专业课，《化工热力学》课程结合化工过程阐述热力学定律及其运用，是化工过程研究、设计和开发的理论基础。
应考者学完本课程后，学生应初步具备运用热力学定律和有关理论知识，对化工过程进行热力学分析的基本能力；应初步掌握化学工程设计和研究中获取热力学数据的方法，对化工过程进行相关计算的方法，目标是培养他们能理论联系实际，灵活分析和解决实际化工生产和设计中的有关涉及平衡的问题，并为学习后续课程和从事化工类专业实际工作奠定基础。
二、考试目标本课程的考试目的在于检验学生掌握化工热力学的基本概念、理论和计算方法知识的程度。
利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和研究；利用化工热力学的方法对化工中涉及的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算；以及利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析等的能力。
三、考试形式与试卷结构（一）答题方式闭卷/开卷/A4，笔试/小论文/读书报告/其他请注明。
考试方式采用开卷形式。
答案必须全部答在答题纸上，答在试卷上无效。
（如有答题卡，请注明选择题的答案必须答在答题卡上，非选择题的答案答在答题纸上。
）（二）答题时间90分钟。
（三）基本题型(1)基础概念题包括单(多)选题、判断题、简述题，通常约占卷面成绩的20~30%。
(2)计算题涵盖课程章节的全部内容，如流体(纯流体或混合物)的pVT性质计算、溶液的热力学性质计算、相平衡计算、化学反应平衡计算和热力学第一定律、热力学第二定律的应用计算、熵分析计算和有效能计算。
该部分内容约占卷面成绩的60%~75%(3)证明推导题基本热力学方程及其关系的推导，约占卷面成绩的5%~10%。
第二部分考查的知识范围与要求第一章绪论考核知识点1.1 化工热力学的地位和作用1.2 化工热力学的主要内容、方法与局限性1.2.1化工热力学研究的主要内容1.2.2化工热力学研究的主要方法1.2.3化工热力学的局限性1.3化工热力学在化工研究与开发中的重要应用1.4 如何学好化工热力学1.5 热力学基本概念回顾考核要求领会：（1）热力学是研究能量、能量转化以及与能量转化有关的热力学性质间相互关系的科学；（2）化工热力学是研究热力学原理在化工过程中的应用。
了解：热力学的状态函数法、热力学演绎方法与理想化方法等基本研究方法，以及以Gibbs 函数作为学习化工热力学课程的学习方法。
第二章流体的p-V-T关系考核知识点2.1纯物质的p-V-T性质2.2 流体的状态方程2.2.1 立方型状态方程2.2.2 多参数状态方程2.3 对应态原理及其应用2.3.1对应态原理2.3.2 三参数对应态原理2.3.3 普遍化状态方程2.4流体的蒸气压、蒸发焓和蒸发熵2.4.1 蒸气压2.4.2蒸发焓和蒸发熵2.5 混合规则与混合物的p-V-T关系2.5.1混合规则2.5.2混合物的状态方程2.6液体的pVT关系2.6.1液体状态方程2.6.2普遍化关联式考核重点：Virial 方程；立方型状态方程要求了解与掌握：(1)纯流体p、V、T行为：纯物质p—V图、p—T图及图中点、线和区域意义；临界点意义、超临界区（流相区）特性。
(2)状态方程分类和价值：①理想气体状态方程、气体通用常数R的意义和单位；②Virial方程：压力多项式、体积多项式、截项Virial方程，Virial系数B，C意义；③立方型状态方程：立方型状态方程中参数a，b意义；立方型状态方程迭代计算法；立方型状态方程三个根的意义。
(3)对比态原理和普遍化关系①对比态原理。
②偏心因子ω定义、物理意义和计算；③以偏心因子ω为第三参数计算压缩因子的方法：普遍化第二Virial系数法和普遍化压缩因子法。
(4)真实气体混合物与液体的p—V—T关系①真实气体混合物p—V—T关系简便计算方法：虚拟临界参数法；②常用混合规则意义，混合物的第二Virial系数与混合物立方型方程；③液体的p-V-T关系。
第三章纯物质(流体)的热力学性质与计算考核知识点3.1 热力学性质间的关系3.1.1 热力学基本方程3.1.2 点函数间的数学关系3.1.3 Maxwell关系式3.1.4 Maxwell关系式的应用3.2 单相系统的热力学性质3.3 用剩余性质计算系统的热力学性质3.4 用状态方程计算热力学性质3.5 气体热力学性质的普遍化关系3.5.1 普遍化Virial系数法3.5.2 普遍化压缩因子法3.6 纯组分的逸度与逸度系数3.6.1 逸度和逸度系数的定义3.6.2 纯气体逸度(系数)的计算3.6.3 温度和压力对逸度的影响3.6.4 纯液体的逸度3.7 纯物质的饱和热力学性质计算3.7.1 纯组分的气液平衡原理3.7.2 饱和热力学性质计算3.8 纯组分两相系统的热力学性质及热力学图表3.8.1 纯组分两相系统热力学性质3.8.2 热力学性质图表3.8.3 热力学性质图表制作原理考核重点：①热力学性质计算、剩余性质及其应用；②T—S图及水蒸气特性表意义和应用考核要求(1)热力学性质间关系①单相封闭系统的热力学基本方程；②状态函数间的数学关系式；③Maxwell关系式。
要求了解与掌握：(1)d S方程、d H方程和d U方程。
(2)热力学性质计算①剩余性质M R定义：H R、S R和G R基本计算式；②由H R和S R计算焓H和熵S的方法；③由普遍化第二Virial系数法和普遍化压缩因子法计算H R和S R以及H和S的方法。
(3)纯物质逸度和逸度系数①纯物质逸度、逸度系数完整定义和物理意义；②纯气体逸度计算方法；③纯液体逸度计算方法。
(4)两相系统热力学性质及热力学图表①单组分系统气液平衡两相混合物热力学性质计算方法；②干度x的意义；③T—S图意义及应用；常见化工过程物质状态变化在T—S图上的表示方法；用T—S 图数据计算过程热和功以及热力学性质的变化值；④水蒸汽表中各栏目意义及关系，水蒸汽表使用方法。
第四章溶液热力学基础考核知识点4.1 可变组成系统的热力学关系4.2 偏摩尔性质4.3 Gibbs.Duhem方程4.4 混合物组分的逸度和逸度系数4.4.1 混合物逸度与逸度系数的计算方法4.4.2 混合物逸度与组分逸度之间的关系4.4.3 组分逸度与温度、压力间的关系4.5 理想溶液4.5.1 理想溶液与标准态4.5.2理想溶液的特征4.5.3理想溶液标准态之间的关系4.6 混合过程性质变化、体积效应与热效应4.6.1 混合体积效应与混合热效应4.6.2 混合热效应4.7过量性质与活度系数4.8液体混合物中组分活度系数的测定方法4.8.1 汽液平衡法4.8.2 Gibbs-Duhem 方程法4.8.3 溶剂与溶质的活度系数4.8.4 溶剂与溶质的活度系数测定法4.9 活度系数模型4.9.1 正规溶液与Scatchard-Hildebrand 活度系数方程4.9.2 无热溶液与Flory-Huggins 方程4.9.3 Wohl 方程4.9.4 基于局部组成概念的活度系数方程考核重点: 偏摩尔性质；逸度和逸度系数；活度、活度系数和超额自由焓；理想溶液与非理想溶液考核要求(1)敞开系统的热力学基本方程①单相敞开系统的热力学基本方程：d(nU )，d(nH )，d(nG )，d(nA )表达式及应用范围； ②化学位μi 定义式的各种形式。
(2)偏摩尔性质 ①偏摩尔性质i M 定义和物理意义与计算法； ②i M 与i M ，M 的关系； ③i M 与μi 关系；④Gibbs - Duhem 方程的常用形式及用途。
(3)混合物逸度和逸度系数①混合物的组分逸度和逸度系数定义；②混合物的组分逸度和逸度系数基本计算式；③混合物（整体）的逸度与组分逸度的关系，温度和压力对逸度的影响。
(4)理想溶液①研究理想溶液的目的与理想溶液模型；②理想溶液中组分i 的逸度与i 组分在标准态下的逸度i f Θ的关系；③两种理想溶液模型与相应的两种标准态,LR i f Θ、,H i f Θ的表示方法；④理想溶液的特征。
(5)活度和活度系数活度和活度系数定义、物理意义和应用。
(6)混合性质变化ΔM①混合性质变化ΔM 和混合偏摩尔性质变化i M ∆定义、物理意义和两者关系；②ΔM 和i M ∆与标准i M Θ关系；③ΔG 与活度关系；④理想溶液混合性质变化ΔG id 、ΔU id 、ΔH id 和ΔS id 。
(7)过量性质M E①过量性质M E 和偏摩尔过量性质定义和物理意义；②M E 与混合过程过量性质变化ΔM E 以及混合性质变化ΔM 的关系；③G E 物理意义，G E 与活度系数γi 关系式及应用。
(8)活度系数与组成关联式，由实验数据确定活度系数①非理想溶液的G E 模型：正规溶液模型和无热溶液模型；②常用活度系数与组成关联式：Redlich-Kister 关系式；Wohl 型方程及其常用形式；Margules 方程、Van Laar 方程，局部组成概念与Wilson 方程、NRTL 方程；③确定活度系数与组成关联式中参数的简便方法：由一组精确的气液平衡实验数据，由恒沸点下气液平衡数据以及由无限稀释活度系数；以及由少量实验数据确定全浓度范围的活度系数。
了解与掌握(1)Wilson 方程优点和局限性；(2)UNIQUAC 方程与UNIFAC 方程。
第五章 相平衡热力学考核知识点5.1 平衡性质与判据5.2 相律与Gibbs.Duhem 方程5.3 二元气液平衡相图5.4 气液相平衡类型及计算类型5.4.1 气液相平衡类型5.4.2 气液相平衡计算的准则与方法5.4.3气液平衡过程5.5 由实验数据计算活度系数模型参数5.6 Gibbs-Duhem方程与实验数据的热力学一致性检验5.6.1等温二元汽液平衡数据热力学一致性校验5.6.2 等压二元汽液平衡数据热力学一致性校验5.7 共存方程与稳定性5.7.1 溶液相分裂的热力学条件5.7.2 液液平衡相图及类型5.8 液.液相平衡关系与计算类型5.8.1 液液相平衡准则5.8.2二元系液-液平衡的计算5.8.3 三元系液-液平衡的计算5.9 固.液相平衡关系及计算类型5.10 含超临界组分的气液相平衡考核重点：汽液平衡基本问题及中低压下汽液平衡计算考核要求(1)平衡判据与相律①多相多元系统的相平衡判据及其最常用形式：②相律及其应用。
(2)汽液平衡基本问题①相变化过程需解决的两类问题：由平衡的温度压力计算平衡各相组成及由平衡各相组成确定平衡的温度压力；②完全互溶二元体系汽液平衡相图；③汽液平衡两种常用的热力学处理方法：活度系数法和状态方程法。