化工单元操作是学生学完高等数学、物理化学等基础课后开设的一门专业基础课，它是基础课与专业课之间的一座桥梁，它的主要研究内容是以化工生产中的物理加工过程即若干“单元操作”为研究背景，结合化学反应本身的特点，按其原理归纳成“三传一反”，即动量传递、热量传递、质量传递和化学反应工程。其中三传是基础，一反是核心，前者为后者服务，本学科属于技术科学学科，是化学类、应用化学专业必修的一门基础技术课。

该课程要求综合运用基础化学、物理化学等基础知识来分析和解决化工生产过程中的工程问题，在培养化工技术人才中起着由理及工、由基础到专业的过渡作用，在培养学生运用工程观点分析、解决化工生产实际问题方面起着十分重要的作用，在应用化工技术专业的教学体系中处于承上启下、不可或缺的地位。它强调工程观点、定量计算、实验技能和工程设计(研究)能力的训练，强调处理工程问题的方法论，强调理论与实践的结合，因此具有极强的工程性和应用性，它主要培养学生用所学的基础知识来分析和解决有关工程实际问题的能力。

由于目前许多大学生在基础知识学习阶段与工程实践接触较少或是因为学习时没有更多的时间去深入考虑这些基础知识是如何在工程实践中应用的，导致出现所学的理论知识与实践脱节的情况，比如用来分离液体混合物的精馏单元操作，虽然在基础有机化学课中常用来分离或提纯产物，但不管是实验室中的间歇操作方式还是工业过程中的连续精馏操作方式，大家学完物理化学中的相图知识后却很少将所学的基本知识与工程实践过程中所涉及到的基本问题进行关联，不知道如何用所学的基本知识去分析与解决实际问题，比如下面一道有关精馏单元操作问题：在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液，塔顶冷凝方式分别采用如图1所示的三种冷凝方式，若各塔顶第一块板上升的蒸气摩尔流量V、气相组成y₁均相同，回流比为1，三种情况下均为泡点回流，试分别比较t₁、t₂、t₃的大小，x_L1、x_L2、x_L3的大小以及x_D1、x_D2、x_D3的大小。

这是一道化工单元操作过程中有关校核计算的问题，但却不能简单地用化工单元操作课程中介绍的物料衡算、相平衡方程等来联立求解，因为过程中已知量少、变量多且均为符号，导致计算求解时非常复杂繁锁，且并不一定能得到正确的结果。如果采用物理化学中的相图知识来求解就变得比较简单了，但要求学生除了对所学的相图知识非常熟悉外，还要知道它是如何与工程实践相联系的，即理论知识与实践结合，只有这样求解此题才能起到事半功倍的效果。

在物理化学相图知识中学到了通过气、液两相平衡可以来分离液体混合物，单一相是不能起到分离作用的。理想的气、液两相平衡体系之所以可以用来分离液体混合物，是因为被分离的二元液体混合物之间的相对挥发度相差较大，这样通过加热进入气液两相区，成平衡的气、液二相中的液相轻组分含量比进料混合物的液相轻组分含量要低，而对应的气相轻组分含量比进料的液相轻组分含量要高，这样让气相采出进行冷凝，从而收集得到富含轻组分的液体产物。这个过程就是有机化学中常用来分离或提纯产物的间歇精馏操作，这种操作通常很难得到纯的组成，因为在温度一定时，T-x-y相图中成气液二相平衡连接而成的水平线与气相线的交点就是馏出液对应的组成，显然它不可能为纯的组成，如图2(a)所示；而化工单元操作过程中的连续精馏则是在它的基础上通过多次部分气化与部分冷凝，直至将两个组分加以完全分离的过程，在相图上表示则是多条成气、液平衡的水平线，如图2(b)所示，且相图中的一条水平线就相当于实际精馏塔中的一块理论块，即对第N块板而言，偏离平衡的气相-1、液相-2的二元混合物进入同一块板N，在这块板上进行传热、传质后离开这块板N的气相-3、液相-4互成平衡时的这样一块板作为理论板，当精馏塔中理论板足够多时，可以将这两个理想组分完全分离。了解这些后再来求解此题就比较简单了，只需要将图1的三个过程分别在相图中表示出来，答案便一目了然了。

对于图1中所示的冷凝方式(a)，由于采用全凝器，对应的相图表示为图3中的线段AB，即进入到全凝器中的气体全部冷凝为对应的饱和液体，这时回流液与采出液对应的温度与组成分别为t₁、x_L1与x_D1 ，由于回流液与采出液是由同一液体分成的两股流体，因此二者组成相等且都等于y₁，即x_L1= x_D1= y₁，因回流比为1，则流量均为V/2；对于图1所示的冷凝方式(b)，由于采用了分凝器与全凝器，且在分凝器中气、液相的流量均为V/2，那么对应的操作过程在相图中的表示为图3中的线段AG与CGD，即从塔顶流出的气相V，经分凝器后部分冷凝为成平衡的气液二相，因回流比为1，则从分凝器中流出的气、液二相的摩尔流量相等，均为V/2，由相平衡中的杠杆规则可知G为CD的中点，C点与D点对应的温度为t₂，而对应的组成分别为x_L2与x_D2；同理，对于图1所示的冷凝方式(c)，在相图中表示即为图3中的线段AH、EHF与EKF，即从塔顶流出的气相V，经分凝器后部分冷凝进入气、液二相区，得到成平衡的气、液二相，因回流比为1，则从分凝器中流出的气、液二相的摩尔流量比为1 : 2，由相平衡中的杠杆规则知H点为EF的三等分点，且EH = EF/3，此时，从分凝器中流出的气、液二相的温度为t₃，而对应的组成分别为x_L3与x_Dc3。由于这三种操作方式下的回流比均为1，则采出液为分凝器中流出的部分液体与全凝器中流出的液体的混合物，在相图上表示为EKF，由于所构成的混合物中全凝器摩尔流量与分凝器中冷凝部分液体的摩尔流量之比为2 : 1，按相图中的杠杆规则，则K为EF的一个三等分点，EK = 2EF/3，则K点所对应的组成为x_D3。至此，本题的答案则从相图中可以很容易地得到，t₁、t₂、t₃的大小关系为：t₂＞ t₃＞ t₁；x_L1、x_L2、x_L3的大小关系为：x_L1 ＞ x_L3 ＞ x_L2；x_D1、x_D2、x_D3的大小关系为：x_D2＞ x_D3 ＞ x_D1。

通过对以上作图求解过程的研究，我们发现对于物理化学理论课程中学到的知识，一定要与实践相结合，才不至于使所学的理论知识与实践脱节。上面的求解过程中所涉及到的一些基本知识点，如相律、相区的识别、泡点线、露点线、杠杆规则、相图中混合点的求取、理论板与相图中的关联与表示等，都在物理化学与化工单元操作课程中学过，但如何应用这些所学的基本知识去解决实际问题却不是每个学生都能做到的。应用所学的理论知识去解决实际问题可激发学生学习的兴趣，加深对所学知识的理解、巩固与掌握，使所学的知识之间融会贯通，这样在解决实际问题时就可以驾轻就熟，轻而易举。此外，作为传授知识的教师，在授课的过程中要主动与实践相结合，不仅仅是孤立的知识点的传授，还要把这些基本知识点与实践相结合。因此，要求教师多拿一些实际过程中的案例来引导学生如何用所学的理论知识来分析和解决实际问题，只有这样才能提高学生学习兴趣；同时，他们的分析与解决问题的能力得到提高。否则，书本上的理论知识始终不能被学生理解与运用，或者是碰到实际问题时不知道如何去用所学的理论知识去解决这些实际问题。

综上所述，理论知识必须和实践相结合，一方面，实践只有在科学理论的指导下，才不至于是盲目的实践，才能以最快的速度来达到改造客观世界的目的；另一方面，理论只有同实践相结合，才能得到检验和发展，才能变为生产力，再好的理论如果不和实践相结合，也是毫无意义的。