?2023年仲愷農業(yè)工程學院專升本材料化工基礎考試大綱

2023年仲愷農業(yè)工程學院專升本材料化工基礎考試大綱

一、考試方式和時間

本課程考試分為《無機化學》和《材料科學與工程導論》兩部分，各占100分，卷面滿分值200分。采用閉卷、筆試形式，考試時間150分鐘。

二、主要參考書目

1、《無機化學》（第五版），天津大學無機化學教研室編寫，王建輝、崔建中、王興堯、秦學等修訂，高等教育出版社，2018年6月。

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

三、考試基本要求

1、《無機化學》部分：通過化學熱力學基礎、化學平衡、化學反應速度等掌握化學反應的方向、速率、限度以及能量變化等基本問題；掌握近代物質結構基本理論；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）的相關知識和有關計算。

2、《材料科學與工程導論》部分：掌握材料科學與工程的內涵；掌握各種材料（金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料等）的性質、結構特點、生產設備、生產工藝與應用；建立從材料設計、組織控制、制備加工到性能評價與工程應用的概念體系。

四、考試題型

選擇題、填空題、名詞解釋、判斷題、簡答題。

五、考試內容及要求

1、《無機化學》部分：

第01章 化學反應中的質量關系和能量關系

知識點：熱力學基本概念，狀態(tài)函數(shù)，熱力學第一定律，熱化學方程式，化學反應焓變，蓋斯定律。

考試要求：熟悉體系與環(huán)境、狀態(tài)函數(shù)、熱、功、熱力學能的概念和標準摩爾生成焓的含義；理解化學計量數(shù)和反應進度的含義，會用熱化學方程式和標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應焓變；掌握蓋斯定律及其應用。

第02章 化學反應的方向、速率和限度

知識點：化學反應速率方程，反應進度，活化能和活化分子，熵和吉布斯自由能，化學平衡和標準平衡常數(shù)，化學平衡的移動。

考試要求：理解化學反應速率方程和以反應進度定義的反應速率的概念；熟悉濃度、溫度、催化劑對反應速率的影響；掌握化學反應熵變的計算；掌握吉布斯自由能變的計算，并以此判斷反應進行的方向；掌握化學平衡的概念、標準平衡常數(shù)表達式的書寫及有關計算；掌握濃度、壓力、溫度對化學平衡移動的影響。

第03章 酸堿反應和沉淀反應

知識點：溶液的酸堿性和pH值，弱電解質的解離平衡，解離度，稀釋定律，鹽的水解，同離子效應，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；掌握鹽類水解的實質及鹽溶液pH值的求算；熟悉難溶電解質的沉淀-溶解平衡；掌握沉淀的溶解與生成、分步沉淀、沉淀轉化及相關計算。

第04章 氧化還原反應與應用電化學

知識點：氧化還原反應方程式的配平，原電池，電極電勢，能斯特方程，元素的標準電極電勢圖。

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方程式；了解原電池的構成與表示方法，熟悉氧化還原平衡和電極電勢的概念及應用；熟練能斯特方程及其應用；掌握元素標準電極電勢圖及其應用。

第05章 原子結構與元素周期性

知識點：原子軌道、波函數(shù)、概率、概率密度、電子云等相關概念，四個量子數(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）；熟悉四個量子數(shù)符號、取值和物理意義，并能用四個量子數(shù)描述核外電子的運動狀態(tài)；掌握常見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構特征；熟悉原子半徑、電離能、電子親合能、電負性等性質的周期性變化。

第06章 分子的結構與性質

知識點：價鍵理論，雜化軌道理論，分子幾何構型，分子軌道理論，分子的極性，分子間力，氫鍵。

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

第07章 固體的結構與性質

知識點：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）的結構特征及其與物質性質的關系；理解晶格能對離子化合物熔點、硬度的影響；了解離子極化的概念，理解離子極化對物質結構和性質的影響。

第08章 配合物的結構與性質

知識點：配合物的概念、組成、命名，配合物的價鍵理論，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、化學式的寫法；熟悉配合物價鍵理論的基本要點、配合物的幾何構型與中心離子雜化軌道的關系；掌握內軌型、外軌型配合物的概念、中心離子價電子排布與配離子穩(wěn)定性、磁性的關系；熟悉配離子的解離平衡、穩(wěn)定常數(shù)及其有關計算。

2、《材料科學與工程導論》部分

第一章 緒論

知識點：材料的定義與分類、材料是人類文明進步扮演的角色、材料在經濟和社會發(fā)展的作用。

考試要求：要求掌握材料與物質的定義及特點，材料、能源與環(huán)境之間的關系與聯(lián)系。材料的分類方法及特點，包括按用途分為結構材料和功能材料或者按物化性質分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料等等。了解材料科學與工程的特點，熟悉材料科學與工程的組成要素性能、結構、成分、合成與加工、使用性能以及理論與材料工藝設計之間的密切聯(lián)系。

第二章 工程材料基本性能

知識點：材料力學性質、物理性質、化學性質材料以及性質與其他要素之間的關系。

考試要求：掌握材料力學性能的定義，包括彈性、塑性、強度及硬度的含義及主要分類，熟悉應力-應變曲線，并能徒手畫出簡圖并標注解釋曲線上各線段或點的意義。了解材料的物理、化學性能的定義及分類，包括電、磁及熱等性能，材料力學性質與結構材料的關系，了解材料物理交互性質與功能材料的關系。

第三章 材料的原子結構和原子間的結合鍵

知識點：材料原子結構的分類與特點，原子間結合鍵類型及性質，結合鍵類型與材料性質的關系。

考試要求：掌握材料結構的定義及主要內容：包括組成材料原子（或離子、分子）的構造、結合、排列以及材料結構內存在的缺陷。熟悉原子間作用力和結合能、原子間結合鍵包括離子鍵、共價鍵、金屬鍵、范德華鍵和氫鍵等特點、分類、性能/性質的內在聯(lián)系與區(qū)別。

第四章 金屬材料

知識點：金屬材料的晶體結構、晶體缺陷、加工、應用以及在經濟和社會發(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反應。掌握金屬的晶體結構，包括晶格與晶胞的定義、常見金屬晶格類型（包括體心立方、面心立方及密排六方）、晶格的致密度的含義、合金結構的種類、固溶體的分類及特點、實際金屬的晶體缺陷（點缺陷、線缺陷及面缺陷）的定義和分類。純金屬的結晶（冷卻曲線和過冷度的定義及意義、簡略描述結晶的主要過程、晶粒細化的方式）和鑄錠組織的表面細晶區(qū)、柱狀晶區(qū)及中心等軸晶區(qū)三個特征晶區(qū)的特點。

第五章 陶瓷材料

知識點：陶瓷材料的晶體結構、缺陷、加工、應用以及在經濟和社會發(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（結構陶瓷、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、硬質合金等）的性能、特點及用途。了解陶瓷材料結構及定義、鮑林規(guī)律（包括離子鍵晶體結構歸納的規(guī)則）、典型的結構類型（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）、硅酸鹽晶體結構、陶瓷中玻璃相的作用及結構學說、陶瓷的主要性能、制備工藝以及性能-應用之間的構效關系。

第七章 復合材料

知識點：復合材料的結構特點、基體材料、加工、應用以及在經濟和社會發(fā)展的作用。

考試要求：掌握復合材料的定義和命名、復合材料的分類、復合材料的增強機理、復合材料的基體材料分類與使用特點、復合材料的增強材料分類與使用特點、常用復合材料的分類。

第八章 新材料簡介

知識點：納米材料、超導材料、生物材料、智能材料、非晶態(tài)合金和形狀記憶材料的應用以及在經濟和社會發(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、基本的性能等，特別是納米材料、超導材料及非晶太合金之間的性能-應用之間的構效關系。