化学专业硕士化学类考研物理化学考研题解析.docx
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化学专业硕士化学类考研物理化学考研题解析
化学专业硕士化学类考研2021物理化学考研题解析
第一部分 物理化学与化学原理汇编考研真题与解析
说明：
所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。
一、填空题
1．道尔顿分压定律适用于混合气体中的组分气体在单独存在于与混合气体具有相同______、相同______条件下，组分气体的分压与混合气体总压的关系。
[南京航空航天大学2011研]
【答案】温度；体积~~
2．温度越______，使气体液化所需的压力越大，对于一个确定的液体存在一个确定的温度，在此温度之上，压力再大，也不会使气体液化，该温度称为该气体的______。
[南京航空航天大学2011研]
【答案】高；临界温度~~
3．当真实气体的压缩因子Z______1时，说明真实气体的Vm比相同条件下理想气体的Vm要大，此时的真实气体比理想气体______被压缩。
[南京航空航天大学2011研]
【答案】＞；难于~~
二、计算题
1．在容积为5.00L的容器内，有温度为20℃的N2和O2的混合气体，测得该容器中N2的30.00g，O2的分压为50.66kPa，求该容器内混合气体的总压力。
[南京航空航天大学2012研]
解：
将该气体可看做是理想气体。
根据pV＝nRT可知：
N2的分压：
总压：
p总＝（50.66+108.81）kPa＝159.47kPa。
2．有压力为101.325kPa的湿空气2.000dm3，其中水蒸气的分压为12.33kPa。
设空气中仅含有氧气和氮气，且两种气体的体积分数分别为：
N2 0.790，O2 0.210。
分别求该湿空气中的水蒸气、N2和O2的分体积。
[南京航空航天大学2011研]
解：
N2和O2的总压力为：
根据道尔顿分压定律
，可得：
根据阿马加分体积定律
（其中
为B的分体积），可得：
9理论上，降尘室的生产能力只与（ ）有关。
[华南理工大学2017年研]
A．降尘室的底面积和颗粒沉降速度
B．降尘室的宽度和颗粒沉降速度
C．降尘室的高度和颗粒沉降速度
D．降尘室的底面积和气体水平流动速度
【答案】A~~
【解析】降尘室的生产能力Vs＝Abut，由公式可知降尘室生产能力只与降尘室的底面积和颗粒沉降速度有关。
10确定换热器总传热系数K的方法，下列选项错误的有（ ）。
[四川大学2016年研]
A．查手册
B．经验估算
C．公式计算
D．实验测定
【答案】A~~
【解析】总传热系数K是一个与流体物性、流体流动状态等有关的参数，而非某台换热器的属性。
换言之，同一台换热器如果流体不同，流动状态不同或其他工艺条件不同，K值是不同的。
所以换热器的总传热系数没有直接的可以从资料书本上查到的数据，总传热系数K值的来源有：
①计算所得，②实验测定，③经验数据。
11在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为（ ）。
[华南理工大学2017年研]
A．传导和对流
B．传导和辐射
C．传导、对流和辐射
D．对流和辐射
【答案】C~~
【解析】在房间中利用火炉取暖时，其传热方式有传导、对流和辐射三种。
热量通过空气介质热传导，流动的空气产生热对流，火光产生热辐射。
12下列哪些方法能提高总传热系数K：
（ ）。
[华中农业大学2017年研]
A．抛光管道内表面
B．流体中添加小钢珠
C．控制环境温度恒定
D．采用优质不锈钢代替铝制间壁
【答案】B~~
【解析】流体中添加小钢珠可以增大流体的湍流程度，从而提高总传热系数。
当抛光管道内表面积时，摩擦系数变小，湍流程度降低，对流传热系数减小。
控制环境温度恒定并不能改变总传热系数K。
当采用不锈钢管间壁时，导热系数减小，总传热系数减小。
13在传热计算过程中，当△t2/△t1≤2（其中△t2＞△t1），可以用算术平均温差代替对数平均温差，两者比较，算术平均温差（ ）对数平均温差。
[华南理工大学2017年研]
A．小于
B．大于
C．等于
D．不确定
【答案】B~~
【解析】在数据处理中，有a，b两数，算术平均值为
，对数平均值为
，通过比较可得在此种情况下，算数平均温差大于对数平均温差。
14工业上为了高度浓缩黏度偏高的磷酸稀水溶液，应采取的适宜蒸发方式是（ ）。
[浙江大学2014年研]
A．并流多效真空蒸发
B．单效常压蒸发
C．逆流多效真空蒸发
D．单效真空蒸发
【答案】A~~
【解析】在工业生产中，蒸发大量的水分必须消耗大量的加热蒸汽。
为了减少加热蒸汽消耗量，可采用多效蒸发操作。
而逆流操作适用于黏度随温度和组成变化较大的溶液。
15在蒸发操作中，当加热蒸汽温度一定，蒸发溶液时的温度差（ ）在相同压力下蒸发纯水时的传热温度差。
[中山大学2018年研]
A．大于
B．小于
C．等于
D．无法判断
【答案】B~~
【解析】溶液中含有不挥发的溶质，在相同条件下，其蒸汽压比纯水的低，所以溶液的沸点就比纯水的高，两者之差称为因溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高。
由于沸点升高现象，使同等条件下蒸发溶液时的有效温度差下降，因此加热蒸汽一定时，蒸发溶液的温度差小于在相同压力下蒸发纯水时的传热温差。
精馏塔的进料状况为冷液进料时，则提馏段的液体下降量L′（ ）。
[中山大学2017年研]
A．＞L＋F
B．＜L＋F
C．＝L＋F
D．难以确定
【答案】A~~
【解析】精馏塔进料状态为过冷进料时q＞1，提馏段液体下降量L′＝L＋qF＞L＋F。
10设计筛板塔时，从负荷性能图上发现，气、液负荷上限受液泛线控制，则以下哪个措施不能提高操作上限？
（ ）[浙江大学2014年研]
A．增大板间距
B．增大降液管面积
C．增大塔径
D．提高溢流堰高度
【答案】D~~
【解析】加大板间距可以使液泛线上移；增加降液管截面积可使液相负荷上线右移；增大塔径可以使液泛线上移，但提高溢流堰高度对提高操作上限没有影响。
11在吸收塔某一位置测得气液相摩尔分数分别为y＝0.025，x＝0.01，气相传质系数为ky＝2mol/（m2·h），总传质系数为Ky＝1.5mol/（m2·h），若平衡关系为y＝0.5x，则气相界面浓度yi为（ ）。
[华南理工大学2017年研]
A．0.02
B．0.01
C．0.015
D．0.005
【答案】B~~
【解析】传质方程：
NA＝Ky（y－ye）＝ky（y－yi），代入数据可求得yi＝0.01。
12现对溶液进行萃取分离操作，拟用单级萃取和5级错流萃取种方法，在总萃取剂用量相同的情况下，比较两种方法的萃取效果（指萃余液中残留的溶质量），结果是（ ）。
[浙江大学2014年研]
A．单级萃取效果好
B．5级错流萃取效果好
C．两者萃取效一样
D．两者萃取效果孰好无法确定
【答案】B~~
【解析】多级逆流接触萃取操作一般是连续的，其传质推动力大、分离效率高、溶剂用量较少。
13回流萃取流程如图1所示。
已知：
进料量F＝100kg/h，xF＝0.3（质量分率，下同）。
塔顶脱除溶剂S1后，萃取液量E0＝25kg/h，浓度yA0＝0.9。
S、S1、S2均为纯态。
则塔底脱除溶剂S2后萃余液组成xN0为（ ）。
[浙江大学2014年研]
图1
A．0.1
B．0.3
C．0.4
D．无法计算
【答案】A~~
【解析】由物料守恒，进料流率100kg/h，溶质30kg/h。
经过萃取后，塔顶流率25kg/h，溶质22.5kg/h，所以塔底流率75kg/h，溶质7.5kg/h，所以萃余液组成为0.1。
14选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件是（ ）。
[中山大学2017年研]
A．分配系数kA＞1
B．萃取相含量yA＞萃余相含量xA
C．选择性系数β＞1
D．分配系数kA＜1
【答案】C~~
【解析】萃取操作必须满足选择性系数β＞1，否则说明萃取剂对于两物质没有分离作用。
15在常压下用干燥器干燥某湿物料。
现有两种方案：
第一种，将室外大气经预热器一次预热至指定温度t1，然后进入干燥室干燥物料，出口废气温度为t2、相对湿度为ψ2。
第二种，室外大气经预热器预热至指定温度t1后，进入干燥室干燥物料，待空气温度降为t2，相对湿度达到ψ2时，将此空气再加热，然后继续与物料接触干燥，当空气达到一定相对湿度后排出。
则在相同的干燥任务下，这两种方案的新鲜空气用量孰大？
（ ）[浙江大学2014年研]
A．第一种方案大
B．第二种方案大
C．两种方案相同
D．不确定
【答案】A~~
【解析】在第二种方案中，空气再次被加热，焓值增加。
由公式I＝（1.01＋1.88H）t＋2500H，可知干燥相同的任务下，第二种方案出口气体焓值大，湿度高，所以第二种方案新鲜空气用量少，第一种方案用量较大。
16下面有关物料干燥的论述中，（ ）是正确的。
[华南理工大学2017年研]
A．平衡水分必是结合水分
B．结合水分必是平衡水分
C．物料的平衡水分随空气的相对湿度增大而减少
D．物料的临界含水量与物料的性质有关，与物料的大小以及厚度无关
【答案】A~~
【解析】物料在干燥时，理论上空气的相对湿度小于1，所以非结合水分均可被带走，结合水分可部分被带走，剩下的都是平衡水分。
所以平衡水分必定是结合水分，而结合水分不一定都是平衡水分。
物料的平衡水分随着空气相对湿度的增大而增大。
临界含水量与物料的大小和厚度都有关。
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