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1.809冶金物理化學,
昆明理工大學2019年碩士研究生招生入學考試試題
一、選擇題。在題後括號內,填上正確答案代號。(共15小題, 每小題2分,合計30分)
1、下列說法中不正確的是( )。
( 1 )用熱力學方法不能測熱力學能的絕對值;
( 2 )理想氣體的熱力學能只與溫度有關,且與氣體物質的量成正比;
( 3 )N種氣體混合物的熱力學能等於混合前N種氣體的熱力學能之和;
( 4 )熱力學能是系統狀態的單值函數。
2、一封閉系統,當狀態從A到B發生變化時,經歷兩條任意的不同途徑( 途徑1,途徑2 ),則下列四式中,( )是正確的。
( 1 ) Q1 = Q2; ( 2 ) W1 = W2; ( 3 ) Q1+W2= Q2+W1; ( 4 ) U1 = U2。
3、同溫同壓同體積的氣體A和B等溫混合,混合後的總體積仍為A(或B)原來的體積,則過程( ) 。
(1)S > 0; (2)S = 0; (3)S< 0; (4)S無法確定
4、溫度T時,由化合物的標準摩爾燃燒焓求化學反應 0 = 的標準摩爾反應焓的公式為:( )。
(1)rH(T) == -cH(B, 相態, T);(2)rH(T) == cH(B, 相態, T);
(3)rH(T) == -cH(B, 相態, T);(4)rH(T) == cH(B, 相態, T)。
5、一定量的N2氣在恆定的壓力下升高溫度,則其吉布斯函數( )。
(1) 增大; (2) 不變; (3) 減小; (4) 無法確定。
6、在101325 Pa下,苯的熔點是5℃。在101325 Pa下5℃的C6H6( s )變為5℃的C6H6( l ),則過程的H 0,S 0,G 0。( )
(1) H>0,S >0,G=0; (2) H>0,S<0,G<0;
(3) H<0,S >0,G>0; (4)H<0,S <0,G=0。
7、25℃時有反應 C6H6(l) + 7O2(g)3H2O(l) + 6CO2(g)
若反應中各氣體物質均可視為理想氣體,則其反應的標準摩爾焓變rH與反應的標準摩爾熱力學能變rU之差約為:( )。
-3.7 kJ·mol-1;(2)1.2 kJ·mol-1;(3)-1.2 kJ·mol-1;(4)3.7 kJ·mol-1;
昆明理工大學2019年碩士研究生招生入學考試試題
8、在拉烏爾定律表達式 pB=pB*xB中,pB* :( )。
(1)只是溫度的函數,與溶質、溶劑的性質無關;
(2)與溶質、溶劑的性質有關,但與溫度無關;
(3)與溫度、溶劑的性質有關,與溶質性質無關;
(4)與溫度、溶質的性質有關,與溶劑性質無關。
9、在101 325Pa下,碘在水和二硫化碳中分配達平衡,不存在固態碘及氣相,則此系統的自由度數為( )。
(1) 0; (2) 1; (3) 2; (4) 3。
10、反應物的轉化率達到50%,75%,87.5%所需時間分別為t,2t,3t,則反應的級數為( )。
(1)零級;(2)一級;(3)二級;(4)三級。
11、 兩個活化能不同的化學反應,在相同的升溫區間內升溫時,具有活化能較高的反應,其反應速率增加的倍數比活化能較低的反應增加的倍數( )。
(1)小; (2)大; (3)相等; (4)無法確定。
12、由A及B雙組分構成的α和β兩相系統,則在一定T,p下物質A由α相自發向β相轉移的條件為:( )。
(1); (2); (3)。
13、蓄電池在充電和放電時的反應正好相反,則其充電時正極和負極、陰極和陽極的關係為:( )。
(1)正負極不變,陰陽極不變; (2)正負極不變,陰陽極正好相反;
(3)正負極改變,陰陽極不變; (4)正負極改變,陰陽極
14、電池 Cu Cu+ Cu+, Cu2+ Pt 與電池 CuCu2 Cu, Cu2 Pt的電池反應均可寫成 Cu +Cu2 = 2Cu 則相同溫度下這兩個電池的rG,E。( )
已知:E( Cu2+/ Cu) = 0.3402 V, E( Cu+/ Cu) = 0.522 V, E( Cu2+/ Cu+) = 0.158 V。
(1)rG相同,E不同; (2)rG相同,E相同;
(3)rG不同,E相同; (4)rG不同,E不同。
15、H2 (g) 與O2(g)的反應化學計量方程式寫成如下:
H2 (g) +O2 (g) == H2O (g) ①
2H2 (g) + O2 (g) == 2H2O (g) ②
它們的標準平衡常數和標準摩爾反應吉布斯函數分別為 K(1),K(2)及rG(1),rG(2),那麼它們之間存在有:( )。
(1) K(1)= K(2),rG(1) = rG(2) ;(2) K(1) = K(2),rG(1) =rG(2);
(3) K(1) = K(2),2rG (1) = rG(2);(4) K(1)= [K(2)]1/ 2 ,rG(1) = rG(2)。
二、填空題。在題中「____」處填上答案。(本大題總計15分)
1、(2分)2C(s) + O2(g) = 2CO(g)反應的rG與溫度關係為rG=(- 232 600-167.8 T/K)Jmol-1。據此式可求出反應在400 K下的rS 。(填入具體數值)
2、(2分)325 ℃時,Hg的摩爾分數為0.497的鉈汞齊的汞蒸氣壓力是純汞的43.3% ,以純汞為標準狀態,則Hg在鉈汞齊中的活度aA=_____。
3、(2分)反應 2NO(g) + O2(g) == 2NO2(g) 是放熱的, 當反應在某溫度、壓力下達平衡時,若使平衡向右移動。則應採取的措施是 和 。
4、(3分)微小顆粒物質的化學反應活性。微小顆粒物質的化學反應的熱力學趨勢。微小顆粒物質的熔點於同組成大塊物質的熔點。(選填大、小)
5、(4分)某電解鋁廠有串聯接的電解槽100個,電解電流50000 A,電流效率為95%,每個電解槽平均日運行23 h,試求該廠日產Al千克,Al的相對原子質量為26.98。
6、(2分)右圖為兩組分,具有最高恆沸點的相圖,若有組成為x0的溶液,經過精餾,則在塔頂得到__________,塔底得到___________。
三、問答題。請回答下列各題。(本大題共2小題, 共30分)
1、(15分)溶劑中加入溶質後,就會使溶液的蒸氣壓降低,沸點升高,凝固點降低,這種說法是否正確,為什麼?
2、(15分)25℃時,用Zn電極作為陰極,電解a=1的ZnSO4水溶液。
已知E(Zn2+|Zn)=-0.7360V,水溶液為中性,a(H+)=10-7,則Zn2+在Zn上還原成Zn的平衡電極電勢Ee(Zn2+|Zn)及H2在Zn電極上析出的平衡電極電勢Ee(H+|H2)各為多少?又知在某一電流密度下,H2在Zn極上的超電勢為0.7V,則H2在Zn上實際析出的電勢E(H2)=?若Zn在Zn電極上的超電勢可忽略不計,則上述電解過程中在Zn極上優先析出的是什麼?
四、計算題(本大題共75分)
1、(15分)
原電池Pt | H2(p) | H2SO4(b=0.01mol·kg-1) | O2(p) | Pt在298K時的E=1.229 V,液態水的fH(298K) = 285.84 kJ·mol-1,寫出電池反應並求該電池的溫度係數及273K時的電動勢(設在此溫度範圍內rH為常數)。
2、(10分)1 mol純金屬鋅在101325 kPa和其正常沸點907℃下蒸發成鋅的蒸氣,它的蒸發焓為11422 kJ·mol-1。求該相變過程的H,S,G,A。
3、(15分)試計算在1000 K 下列反應的標準平衡常數K FeO(s) + CO(g) == Fe(s) + CO2(g)
已知FeO(s) +H2(g) == Fe(s) + H2O(g), rG=(13 180 -7.74 T/K) Jmol -1
CO2(g) +H2(g) == H2O(g) + CO(g),rG=(35 982 -32.63 T/K) Jmol -1
(2) 如果薄鋼板在1000 K下含有 (CO)=0.10 , (CO2)=0.02 , (N2)=0.88 的氣氛中退火, 會不會生成FeO?
昆明理工大學2019年碩士研究生招生入學考試試題
4、(10分)醋酸酐的分解反應是一級反應,該反應的活化能E = 14435 kJ·mol-1,已知55715 K這個反應的k = 33 10-2 s-1,現要控制該反應在10 min內轉化率達90 %,試確定反應溫度控制在多少?
5、(10分) 在660.5 K時鉀的蒸氣壓是433.3 Pa,而汞的蒸氣壓是170 653 Pa。在含有x(鉀) = 0.50的汞溶液中,鉀的蒸氣壓是143 Pa,而汞的蒸氣壓是1 733 Pa。
(1)計算鉀和汞的活度和活度因子(係數)均以純液態為標準態;
(2)計算在660.5 K時等物質的量的K和Hg形成液態混合物過程的摩爾混合吉布斯函數。
6、(15分)已知Mg-Ge相圖如右圖:
(1)將圖中I,II,III 及B點所代表的相區的相數、相態及成分、條件自由度數』列表;
(2)Mg-Ge 形成的化合物為_______化合物(填「相合熔點」或「不相合熔點」),其熔點為_______;
(3)共晶溫度分別為__________和__________;相應的共晶變化為_____________________和__________;
(4)從含Ge為x (Ge)=0.80 的液態合金中最多能分離出______kg純Ge(s)。(設系統總質量為100 kg。)
相區 相數 相態及成分 f 』
I
II
III
B點
2.土木水利(839水力學)
一、是非判斷題(每小題2分,共18分。正確的打√,錯誤的打×)
1.一元流和數學中的一元函數是一致的。( )
2.靜水總壓力的壓力中心就是受壓面面積的形心。( )
3.在同樣的邊界條件下,紊流過水斷面上的流速分布比層流要均勻。( )
4.速度越大,液體的內摩擦力越大。( )
5.二向曲面上靜水總壓力的作用點就是靜水總壓力的水平分力與鉛直分力的交點。( )
6.急變流不可能是恆定流。( )
7.雷諾數很大時,在紊流核心區中,切應力中的粘滯切應力可以忽略。( )
8.斷面比能沿流程總是減小的。 ( )
9.當下遊水位高於薄壁堰堰頂時,一定是淹沒出流。( )
二、選擇題(每小題3分,共30分)
1.在恆定流中( )。
(A)流線一定是平行直線; (B)斷面平均流速沿程不變;
(C)不同瞬時流線有可能相交; (D)同一點處不同時刻的動水壓強相等。
2.一管道均勻層流,當流量增加時,下列答案錯誤的是( )。
(A)沿程阻力係數λ增大; (B)沿程水頭損失增大;
(C)邊界切應力增大; (D)水力坡度增大。
3.在研究水擊時,認為( )。
(A)水是可壓縮的,管道是剛體; (B)水是不可壓縮的,管道是彈性體;
(C)水是不可壓縮的,管道是剛體; (D)水和管道都是彈性體。
4. A、B兩根管道,A管輸水,B管輸油,其長度、管徑、壁面粗糙度、雷諾數均相同,則沿程水頭損失( )。
(A)hfA=hfB; (B)hfA﹤hfB;
(C)hfA>hfB; (D)不能確定。
5.其他條件不變,液體雷諾數隨溫度的增大而( )。
(A)增大; (B)減小;
(C)不變; (D)不確定。
6.管流的負壓區是指測壓管水頭線( )。
(A)在基準面以下的部分; (B)在管軸線以下的部分;
(C)在上遊自由液面以下的部分; (D)在下遊自由液面以下的部分。
7.流量、渠道斷面形狀尺寸一定時,隨底坡的增大,正常水深和臨界水深分別( )。
(A)增大、減小; (B)減小、增大;
(C)減小、不變; (D)增大、不變。
8.在均質各向同性土壤中,滲流係數k( )。
(A)數值隨位置而變; (B)數值隨方向而變;
(C)是個常量; (D)以上說法都不對。
9.有四條矩形斷面稜柱形渠道,其過水斷面面積、糙率、底坡均相同,則通過流量最大的渠道為( )。
(A)b1=4m,h01=1m; (B)b1=2m,h01=2m;
(C)b1=2.83m,h01=1.414m; (D)b1=2.67m,h01=1.5m。
10.從集水廊道取水時,浸潤曲線的水深沿( )。
(A)增加; (B)減小;
(C)不變; (D)不確定。
三、填空題(每小題4分,共28分)
1. 按照歐拉法推導出的加速度表達式,可將加速度分為( )加速度和( )加速度。
2.有一水泵,其吸水管中某點的真空壓強水頭等於3m水柱高,當地大氣壓為一個工程大氣壓,則其相應的壓強水頭等於( )m水柱高。
3.已知平面流動的速度場為u =(4y-6x)ti+(6y-9x)tj,則t =1時的流線方程為( )。
4.已知直徑為15cm的輸油管,流量為0.3m3/s,油的運動粘度υp=0.13m2/s,現用水做模型試驗,水的運動粘度υm=0.013m2/s,當模型的管徑與原型相同時,要達到兩流動相似,則水的流量應為( )m3/s。
5.混凝土排水管水力半徑R=0.5m,均勻流動1km的水頭損失為1m,粗糙係數n=0.014,則排水管中水流速度為( )m/s。
6.兩並聯管道,直徑和沿程阻力係數相同,長度l2=3l1,則通過流量Q2是Q1的( )倍。
7.底寬與水深均為a的矩形斷面明渠和邊長為a的正方形管道中通過水流時,假定水力坡度相同,則它們的邊壁切應力之比τ1:τ2=( )。
四、簡答題(每小題6分,共24分)
1.相對平衡流體的等壓面是否為水平面?為什麼?什麼條件下的等壓面為水平面?
2.產生水擊的內因和外因是什麼?
3.水位恆定的上下遊水箱,箱內水箱分別為H和h。三個直徑相等的薄壁孔口位於隔板的不同位置,淹沒水中且為完全收縮。問:三孔口的流量是否相等?為什麼?若下遊水箱無水,情況又如何?
4.什麼是滲流?什麼是滲流簡化模型?簡化時應滿足哪些條件?
五、分析計算題(50分)
1.(12分)如圖為兩滿管流的過流斷面形式,圓形管道直徑為1米,正方形邊長也為1米。設兩管道的管壁為同一材料,水流均為恆定流,流量一樣,兩管道中水流溫度也一樣。問:兩管流的雷諾數是否一樣?如不一樣,何者大?
2.(14分)有一矩形平面閘門與水平方向成,寬度b=2m(垂直於紙面方向),兩邊承受水壓力,如圖所示。已知,。
求閘門上靜水總壓力的大小及其作用點的位置。
3.(12分)已知一射流在平面上以速度v衝擊一斜置平板,平板和射流的夾角,如不考慮水頭損失即v=v1=v2且取動量係數為1,若不考慮水流和平板的摩擦力。試證明兩分流的流量比。
4.(12分)離心水泵抽水裝置如圖所示,已知抽水量Q =0.07m3/s,吸水池水面到水塔水面的液面高差z=22m,吸水管長度l1=500m,管徑d1=250mm,壓水管長度l2=1000m,管徑d2=250mm,吸水管及壓水管沿程阻力係數λ=0.0025,管路局部阻力係數之和為ζ總=6.72。
求:水泵的揚程H。
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