?2023年仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院專升本材料化工基礎(chǔ)考試大綱

2023年仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院專升本材料化工基礎(chǔ)考試大綱

一、考試方式和時(shí)間

本課程考試分為《無(wú)機(jī)化學(xué)》和《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》兩部分，各占100分，卷面滿分值200分。采用閉卷、筆試形式，考試時(shí)間150分鐘。

二、主要參考書(shū)目

1、《無(wú)機(jī)化學(xué)》（第五版），天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室編寫(xiě)，王建輝、崔建中、王興堯、秦學(xué)等修訂，高等教育出版社，2018年6月。

2、《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》（第一版），王高潮主編，蔡璐、翟紅雁副主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年1月（2019年7月重?。?。

三、考試基本要求

1、《無(wú)機(jī)化學(xué)》部分：通過(guò)化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速度等掌握化學(xué)反應(yīng)的方向、速率、限度以及能量變化等基本問(wèn)題；掌握近代物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論；掌握溶液中四大平衡（酸堿平衡、沉淀-溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡）的相關(guān)知識(shí)和有關(guān)計(jì)算。

2、《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》部分：掌握材料科學(xué)與工程的內(nèi)涵；掌握各種材料（金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等）的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝與應(yīng)用；建立從材料設(shè)計(jì)、組織控制、制備加工到性能評(píng)價(jià)與工程應(yīng)用的概念體系。

四、考試題型

選擇題、填空題、名詞解釋、判斷題、簡(jiǎn)答題。

五、考試內(nèi)容及要求

1、《無(wú)機(jī)化學(xué)》部分：

第01章 化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系

知識(shí)點(diǎn)：熱力學(xué)基本概念，狀態(tài)函數(shù)，熱力學(xué)第一定律，熱化學(xué)方程式，化學(xué)反應(yīng)焓變，蓋斯定律。

考試要求：熟悉體系與環(huán)境、狀態(tài)函數(shù)、熱、功、熱力學(xué)能的概念和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的含義；理解化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度的含義，會(huì)用熱化學(xué)方程式和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變；掌握蓋斯定律及其應(yīng)用。

第02章 化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和限度

知識(shí)點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率方程，反應(yīng)進(jìn)度，活化能和活化分子，熵和吉布斯自由能，化學(xué)平衡和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，化學(xué)平衡的移動(dòng)。

考試要求：理解化學(xué)反應(yīng)速率方程和以反應(yīng)進(jìn)度定義的反應(yīng)速率的概念；熟悉濃度、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響；掌握化學(xué)反應(yīng)熵變的計(jì)算；掌握吉布斯自由能變的計(jì)算，并以此判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；掌握化學(xué)平衡的概念、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)及有關(guān)計(jì)算；掌握濃度、壓力、溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。

第03章 酸堿反應(yīng)和沉淀反應(yīng)

知識(shí)點(diǎn)：溶液的酸堿性和pH值，弱電解質(zhì)的解離平衡，解離度，稀釋定律，鹽的水解，同離子效應(yīng)，緩沖溶液，沉淀-溶解平衡，溶度積規(guī)則。

考試要求：掌握一元弱酸、弱堿溶液的pH值的求算；掌握緩沖溶液的作用原理及pH值的求算；掌握鹽類水解的實(shí)質(zhì)及鹽溶液pH值的求算；熟悉難溶電解質(zhì)的沉淀-溶解平衡；掌握沉淀的溶解與生成、分步沉淀、沉淀轉(zhuǎn)化及相關(guān)計(jì)算。

第04章 氧化還原反應(yīng)與應(yīng)用電化學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)方程式的配平，原電池，電極電勢(shì)，能斯特方程，元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖。

考試要求：能用氧化數(shù)法和離子-電子法配平氧化還原反應(yīng)方程式；了解原電池的構(gòu)成與表示方法，熟悉氧化還原平衡和電極電勢(shì)的概念及應(yīng)用；熟練能斯特方程及其應(yīng)用；掌握元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖及其應(yīng)用。

第05章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期性

知識(shí)點(diǎn)：原子軌道、波函數(shù)、概率、概率密度、電子云等相關(guān)概念，四個(gè)量子數(shù)的取值及物理意義，原子核外電子排布原理，原子性質(zhì)的周期性。

考試要求：熟悉s、p、d原子軌道與電子云的角度分布圖（形狀和伸展方向）；熟悉四個(gè)量子數(shù)符號(hào)、取值和物理意義，并能用四個(gè)量子數(shù)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；掌握常見(jiàn)元素原子的核外電子排布和各區(qū)、各周期、各族元素原子電子層結(jié)構(gòu)特征；熟悉原子半徑、電離能、電子親合能、電負(fù)性等性質(zhì)的周期性變化。

第06章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

知識(shí)點(diǎn)：價(jià)鍵理論，雜化軌道理論，分子幾何構(gòu)型，分子軌道理論，分子的極性，分子間力，氫鍵。

考試要求：從價(jià)鍵理論理解共價(jià)鍵的形成、特性和類型（σ鍵、π鍵）；掌握分子幾何構(gòu)型與雜化軌道類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系；掌握第一、二周期同核雙原子分子的電子在分子軌道能級(jí)圖中的分布，并推測(cè)其磁性和穩(wěn)定性；熟悉分子的極性、分子間力、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。

第07章 固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

知識(shí)點(diǎn)：晶體和非晶體，晶格能，離子極化

考試要求：了解晶體、非晶體的概念和特征；理解不同類型晶體（離子、分子、原子、金屬晶體，混合型晶體）的結(jié)構(gòu)特征及其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系；理解晶格能對(duì)離子化合物熔點(diǎn)、硬度的影響；了解離子極化的概念，理解離子極化對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。

第08章 配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

知識(shí)點(diǎn)：配合物的概念、組成、命名，配合物的價(jià)鍵理論，配位平衡和配合物的穩(wěn)定常數(shù)，螯合物

考試要求：掌握配合物的組成、命名、化學(xué)式的寫(xiě)法；熟悉配合物價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn)、配合物的幾何構(gòu)型與中心離子雜化軌道的關(guān)系；掌握內(nèi)軌型、外軌型配合物的概念、中心離子價(jià)電子排布與配離子穩(wěn)定性、磁性的關(guān)系；熟悉配離子的解離平衡、穩(wěn)定常數(shù)及其有關(guān)計(jì)算。

2、《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》部分

第一章 緒論

知識(shí)點(diǎn)：材料的定義與分類、材料是人類文明進(jìn)步扮演的角色、材料在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的作用。

考試要求：要求掌握材料與物質(zhì)的定義及特點(diǎn)，材料、能源與環(huán)境之間的關(guān)系與聯(lián)系。材料的分類方法及特點(diǎn)，包括按用途分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料或者按物化性質(zhì)分為金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料等等。了解材料科學(xué)與工程的特點(diǎn)，熟悉材料科學(xué)與工程的組成要素性能、結(jié)構(gòu)、成分、合成與加工、使用性能以及理論與材料工藝設(shè)計(jì)之間的密切聯(lián)系。

第二章 工程材料基本性能

知識(shí)點(diǎn)：材料力學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)材料以及性質(zhì)與其他要素之間的關(guān)系。

考試要求：掌握材料力學(xué)性能的定義，包括彈性、塑性、強(qiáng)度及硬度的含義及主要分類，熟悉應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并能徒手畫(huà)出簡(jiǎn)圖并標(biāo)注解釋曲線上各線段或點(diǎn)的意義。了解材料的物理、化學(xué)性能的定義及分類，包括電、磁及熱等性能，材料力學(xué)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)材料的關(guān)系，了解材料物理交互性質(zhì)與功能材料的關(guān)系。

第三章 材料的原子結(jié)構(gòu)和原子間的結(jié)合鍵

知識(shí)點(diǎn)：材料原子結(jié)構(gòu)的分類與特點(diǎn)，原子間結(jié)合鍵類型及性質(zhì)，結(jié)合鍵類型與材料性質(zhì)的關(guān)系。

考試要求：掌握材料結(jié)構(gòu)的定義及主要內(nèi)容：包括組成材料原子（或離子、分子）的構(gòu)造、結(jié)合、排列以及材料結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的缺陷。熟悉原子間作用力和結(jié)合能、原子間結(jié)合鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、范德華鍵和氫鍵等特點(diǎn)、分類、性能/性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別。

第四章 金屬材料

知識(shí)點(diǎn)：金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、加工、應(yīng)用以及在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的作用。

考試要求：了解金屬材料的制備與合成，包括煉鐵、煉鋼、煉鋁、煉銅中的一些主要化學(xué)反應(yīng)。掌握金屬的晶體結(jié)構(gòu)，包括晶格與晶胞的定義、常見(jiàn)金屬晶格類型（包括體心立方、面心立方及密排六方）、晶格的致密度的含義、合金結(jié)構(gòu)的種類、固溶體的分類及特點(diǎn)、實(shí)際金屬的晶體缺陷（點(diǎn)缺陷、線缺陷及面缺陷）的定義和分類。純金屬的結(jié)晶（冷卻曲線和過(guò)冷度的定義及意義、簡(jiǎn)略描述結(jié)晶的主要過(guò)程、晶粒細(xì)化的方式）和鑄錠組織的表面細(xì)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)及中心等軸晶區(qū)三個(gè)特征晶區(qū)的特點(diǎn)。

第五章 陶瓷材料

知識(shí)點(diǎn)：陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)、缺陷、加工、應(yīng)用以及在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的作用。

考試要求：熟悉陶瓷材料的定義及含義（包括氣孔、晶相及玻璃相）、掌握陶瓷分類（結(jié)構(gòu)陶瓷、工具陶瓷及功能陶瓷）及典型陶瓷制品（包括氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、塞隆陶瓷、六方氮化硼、碳化硅、硬質(zhì)合金等）的性能、特點(diǎn)及用途。了解陶瓷材料結(jié)構(gòu)及定義、鮑林規(guī)律（包括離子鍵晶體結(jié)構(gòu)歸納的規(guī)則）、典型的結(jié)構(gòu)類型（金剛石、石墨、氯化鈉、氯化銫、閃鋅礦型、纖鋅礦、螢石型、金紅石、剛玉、鈦酸鈣、尖晶石等）、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)、陶瓷中玻璃相的作用及結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)、陶瓷的主要性能、制備工藝以及性能-應(yīng)用之間的構(gòu)效關(guān)系。

第七章 復(fù)合材料

知識(shí)點(diǎn)：復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基體材料、加工、應(yīng)用以及在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的作用。

考試要求：掌握復(fù)合材料的定義和命名、復(fù)合材料的分類、復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)理、復(fù)合材料的基體材料分類與使用特點(diǎn)、復(fù)合材料的增強(qiáng)材料分類與使用特點(diǎn)、常用復(fù)合材料的分類。

第八章 新材料簡(jiǎn)介

知識(shí)點(diǎn)：納米材料、超導(dǎo)材料、生物材料、智能材料、非晶態(tài)合金和形狀記憶材料的應(yīng)用以及在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的作用。

考試要求：了解新材料的定義與含義，掌握納米材料、超導(dǎo)材料、生物材料、智能材料、非晶態(tài)合金和形狀記憶材料的定義、制備方法、基本特點(diǎn)、基本的性能等，特別是納米材料、超導(dǎo)材料及非晶太合金之間的性能-應(yīng)用之間的構(gòu)效關(guān)系。