固体表面化学复习答案-石油大学

Irving Langmuir欧文·朗缪尔1932; Gerhard Ertl格哈德·埃特尔2007; Gabor A. Somorjai; Brunauer,Emmett,Teller Langmuir; Journal of Catalysis; Journal of Molecular Catalysis; Angew. chem. Int. Ed; JACS (Journal of the American Chemical Society)

1、从催化作用的角度，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列？

1．催化反应过程中，要完成催化作用，反应物分子必须被吸附到金属活性位上。被吸附的反应物分子数量越多，活化的几率就越高，相应生成物也越多。所以，金属表面的吸附性能很重要，关系到催化剂的选择性和催化效率的高低。2. 在催化剂表面金属原子的排列有三种类型，处于晶角，晶棱和晶面上三种。金属原子的吸附性与原子的不饱和度是成正相关的，而处于晶角和晶棱上的金属的不饱和度比晶面上的要高，另外，如果金属出现晶格缺陷时，也会提高不饱和度，从而提高吸附性能。3. 所以，一定程度上，金属催化剂上金属原子排列的越不规整，边，角，褶皱等处的原子越多，则这种金属催化剂的吸附性就好，其催化性能也会相应提高。

2、从表面热力学角度出发，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列才能达到最佳？

从表面热力学角度讲，表面自由能越低，表面就越稳定。经验的规律是：表面原子的密度和配位数越高，稳定性越好。这可以通过减小晶粒的比表面积并且确保只有低表面自由能的表面暴露在外来实现。球型催化剂最稳定，但考虑到活性的因素，金属颗粒通常被做成削角八面体的。

3. 什么叫表面驰豫？什么叫表面重构？在催化研究中如何利用这两种过程？

表面弛豫是指在降低表面自由能趋势的作用下，表面层发生微小的重排，表面原子趋向于体相，表面晶格收缩，导致垂直于表面的层间距发生改变，而平行于表面层的周期性和表面对称性不变的现象。其中表面结构与体相基本相同，点阵参数略有差异，特别表现在垂直于表面质点方向上。表面弛豫特点：a.表面原子局部调整，表面原子凹凸不平，b.表面对称性改变，周期性差。表面重构指在降低表面自由能趋势的作用下，表面原子在原子尺度上发生较大移动，导致表面结构周期性甚至于表面对称性发生改变的现象，可以通过某些原子或行列的缺失，吸附外来原子与表面原子作用等方式实现，结果使悬挂键的数目减少。

弛豫和重构过程的细节了解对改善催化剂操作性能具有关键的作用，重构促进并稳定了对催化剂的修饰，反之若重构起破坏作用，就要设法抑制它。弛豫会使表面的对称性降低，周期性变弱，表面原子的光滑性变差，表面原子受力不均，向体相靠近，使得结构变化。因此，在催化研究中要通过控制弛豫和重构的形成过程，得高活性表面结构，从而提高催化剂性能。

4、表面自由能总是正值，可靠吗？从热力学定律进行分析。

表面自由能恒为正。分析如下：由封闭体系热力学公式可得：dG=-SdT+Vdp+δW’=-SdT+Vdp+γdA S，在恒温恒压下，可得：γ=(?G/?A S)T,P而要使材料的表面增加，例如通过粉碎材料或表面打洞，都需要外界对表面做功，即dG>0，故γ>0。所以表面自由能总为正值。另外，因为切开固体表面形成新表面必须要使原子间键发生断裂，而断键需要能量这就需要对系统做功，这就导致表面总处于热力学不稳定状态，表面自由能为正值。不可靠，当温度达到临界状态时液体的表面张力趋于零，即可认为此时液体表面自由能为零。

5为什么金属密堆积方式只有三种？他们分别是什么？比较其密堆积方式，配位数及其空间占有率，谈谈你对此的理解。

答：金属密堆积的三种方式：六方紧密堆积，面心立方紧密堆积，体心立方紧密堆积。

六方紧密堆积，第三层球的排列是再四面体空隙上进行的。形成ABABA.....结构，配位数为12，空间利用率为74.05%；面心立方紧密堆积,在由六个球围成的八面体空隙上进行，形成ABCABC......结构，配位数为12，空间利用率为74.05%；立方体心堆积，位于顶点的八个圆球只与位于体心的圆球接触，配位数为8，空间利用率为68.02%；

之所以会形成三种密堆积的方式，是因为原子和离子都具有一定的有效半径，可以看成是具有一定大小的球体。在金属晶体中，金属键、离子键、范德华力没有方向性和饱和性，晶体具有最小内能性，原子相互结合时，相互间的引力和斥力处于平衡状态，这就相当于要求球体间做紧密堆。所以金属晶体中，微粒总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的密度大的紧密堆积结构。从几何角度看，金属原子之间或者粒子之间的相互结合，在形式上可以看作是球体间的相互堆积。如果将金属原子视为等体积的圆球，按照几何角度密堆积只会出现三种堆积方式。

6指出hcp, fcc和bcc金属晶面的可能吸附位种类、对称性及其配位数，并通过比较，指出其差异性与共同性。

（1）fcc的100面：可能吸附位种类：On-top sites, A top sites (A) Bridging sites, between two atoms (B) Hollow sites, between four atoms, four-hold hollow (F) 对称性：4面对称表面原子配位数：8

fcc的110面：可能吸附位种类：On-top sites (A);Short bridging sites between two atoms in a single row (SB); Long bridging sites between two atoms in adjacent rows (LB); Higher coordination sites ( in the troughs) (T);对称性：2面对称

表面原子配位数：7 第二层原子的配位数：11

fcc的111面：可能吸附位种类：On-top sites (A) Bridging sites, between two atoms (B) Hollow sites, between three atoms (T) 对称性：3面对称表面原子配位数：9

（2）hcp的0001面（与fcc的111面一样）可能吸附位种类：On-top sites (A) Bridging sites, between two atoms (B) Hollow sites, between three atoms (T) 对称性：3面对称表面原子配位数：9

（3）bcc的100面: 对称性：4面对称表面原子配位数：4 第二层原子配位数：8

bcc的110面: 对称性：2面对称表面原子配位数：6

bcc的111面:可能吸附位种类：On-top sites; Bridging sites, between two atoms; Hollow sites, between three atoms 对称性：3面对称表面原子配位数：4 第二层原子配位数：7

异同比较：

fcc的100面与fcc的110面有相似之处，但是110面表面原子各列之间存在间隙，存在各向异性，第二层原子裸露的更明显，甚至可以接触气气相分子；

fcc的100面与bcc的100面也有相似之处，但bcc的100面表面原子纵向和横向之间都存在间隙，排列较为松散，配位数低；

fcc的110面和bcc的110差别较大，fcc的110面表面纵向原子紧靠，各列间有间隙，而bcc的110面表面原子接近于六方排列；

fcc的111面与hcp的0001面完全一样，但是与bcc的111面之间有差异，表现为bcc的111面第二、第三层原子清从表面清晰可见，可以接触气相分子。

除了所提及的表面外，其余表面原子都是等同的，在原子尺度是相对光滑的，并且表面可以提供多种多样的吸附位。

补充吸附种类：六方紧密堆积—IIIB，IVB 面心立方紧密堆积—IB，Ni，Pd，Pt立方体心堆积—IA，VB，VIB 对称性：六方紧密堆积：4重对称面心立方紧密堆积：2重对称立方体心堆积：4重对称配位数：六方紧密堆积：12 面心立方紧密堆积：12 立方体心堆积：8

7.试比较物理吸附、化学吸附的异同点？如何理解物理吸附的普遍性和化学吸附的特殊性？

物理吸附基于范德华力、氢键、静电力，它相当于流体中组分分子在吸附剂表面上的凝聚，可以是单分子层，也可以是多分子层，物理吸附一般速度较快且是可逆的，吸附质分子和表面分子电子云密度均没有变化。化学吸附，基于在固体吸附剂表面发生化学反应使使吸附质和吸附剂之间以化学键力结合的吸附过程，因此，选择性较强，化学吸附一般速度较慢，只能形成单分子层，且是不可逆的，包括电子重排，形成离子键或共价键，一般而言，较低温度有利于物理吸附，较高温度（有时可超过200度）有利于化学吸附

物理吸附化学吸附

作用力范德华力化学键力

吸附热低（10～40kJ/mol），接近于液化热高（100～400 kJ/mol），接近于化学反应热

吸附方式单层或多层吸附单层吸附

选择性低高

可逆自发性自发可逆过程可逆性不确定

吸附温度低于吸附质临界温度高温下（>200℃），远高于吸附质沸点

吸附速率快，活化能小慢，活化能大

吸附压力范围相对压力>0.1 相对压力低

物理吸附热与泠凝热在一个数量级上，而化学吸附热与反应热在一个数量级。适宜温度和压力下，所有的气-固体系中都将发生物理吸附，而化学吸附只有当气体分子与吸附剂表面能形成化学键时才发生；物理吸附可以是单分子层也可以是多分子层，而化学吸附通常只是单分子吸附，物理吸附是化学吸附的前提，物理吸附瞬时发生而化学吸附需要达到一定的活化能后才发生，由此可以理解物理吸附的普遍性和化学吸附的特殊性。

8 从表面活化与催化反应的角度，谈谈如何在设计催化剂时，利用化学吸附相关理论

催化反应中分子首先吸附在催化剂的活性位上，吸附分子数越多越有利于反应，因而设计时要保证催化剂具有高的分散度，较多的活性位；所有的表面自由能为正，趋向于吸附分子来降低能量，将催化剂设计成较小的颗粒或多孔材料可增大其比表面积，有利于吸附；催化剂的孔径要大于吸附质的尺寸且孔径要有适宜的分布，保证吸附质分子能扩散到催化剂孔道中；设计催化剂时可以加入其它一些组分如结构导向剂，诱导形成不同的晶面，或选择合适的载体，通过改变活性组分与载体的相互作用改变其形状，从而改变表面原子的配位数，提高吸附活性。

9.查阅文献，以实例比较吸附(Adsorption)、吸收(Absorption)的异同点。 吸附指流体（气体或液体）与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种分子传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程，能吸附的原因主要是固体表面层与气体体相相间存在压力差或浓度差，吸附类型主要有两种：物理吸附和化学吸附。吸收是在一定条件下，固体可以将气体吸收（溶解）到体相内部，被吸收的气体在固相中的分布是均匀的。

以CO 2的分离为例，说明吸附与吸收。CO 2采用特殊的固体材料作为吸附剂，通过加压吸附过程和减压脱附过程反复进行实现CO 2的分离回收，CO 2吸收主要基于固体金属氧化物与CO 2气体的化学反应实现分离，反应生成的金属碳酸盐在高温下重新分解为金属氧化物和CO 2，实现CO 2的回收和吸附剂的再生。吸附与吸收虽然都能将CO 2分离，但吸附的时候，CO 2以分子形式附着在了吸附剂表面，而吸收时它与吸收质分子发生了化学反应，生成了金属碳酸盐。

10 Langmuir 单层吸附理论为何可用于化学吸附？请从化学吸附的特点出发解释之。

Langmuir 吸附理论，其基本假设是：（1）单分子层吸附。气体分子只有碰到固体表面上，才有可能被吸附，所以固体表面对气体分子只能发生单分子曾吸附。（2）固体表面是均匀的。（3）被吸附在固体表面上的分子之间无作用力。（4）吸附平衡是动态平衡。

化学吸附过程中，气体分子与固体表面产生的化学吸附作用力是化学键力，而气体分子间的作用力主要是范德华力。化学键力比范德华力强，所以可以忽略被吸附分子之间的作用力。这与Langmuir 理论假设―被吸附在固体表面上的分子之间无作用力‖相吻合。而对于物理吸附过程，当表面覆盖度不是很低时，被吸附的分子间存在的作用力往往不可忽略，所以此时Langmuir 理论不适用。正是基于化学吸附的特点跟Langmuir 吸附理论假设有很多共同点，所以Langmuir 理论可以很好的用于化学吸附。

11请从吸附动力学出发，推导Langmuir 吸附方程，并指出其理想化条件和适用领域。

答： k 1及k -1分别代表吸附与解吸的速率常数，A 代表气体，θ为任一瞬时固体表面被覆盖的分数，称为覆盖率。

若以N 代表固体表面上具有吸附能力的总的晶格位置数，则吸附速率应与A 的压力p 及固体表面上的空位数（1-θ）N 成正比，所以： 吸附速率：ν吸附=k 1 p （1-θ）N ， 解析速率应与固体表面上被覆盖的吸附位置数成正比，所以： 解吸速率：ν解吸=k -1 θ N ， 达到吸附平衡时，这两个速率应相等，即 k 1 p （1-θ）N=k -1 θ N

从上式可得到Langmuir 吸附方程：1bp bp

θ=+ 式中b= k 1 /k -1，单位为Pa -1。

Langmuir 吸附方程的基本假设条件如下：（1）单分子层吸附；（2）固体表面是均匀的；（3）被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力；（4）吸附平衡是动态平衡。

Langmuir 吸附等温式适用与单分子层吸附，它能较好地描述Ⅰ型吸附等温线在不同压力范围内的吸附特征。对于一般的化学吸附及低压高温下的物理吸附，Langmuir 吸附等温式能够较好地代表实验结果。

12请比较Langmuir 、 Freundlich 、BET 、Henry 、Polanyi 吸附理论，并指出其优缺点

答：（1）Langmuir 理论：基本假设是单分子层吸附，所有的吸附位是等效的，每个分子碰撞固体表面被吸附

的概率是一定的，公式是 1m V c x V c x =

+，此理论适用用吸附热变化不大，覆盖度较小且压力不太大的吸附过程。但是有利于分析反应机理。（2）Freundlich 理论：适用于化学吸附和物理吸附。公式θ=K f C n ，V/V m =α x 1/n 。此理论应用范围较广，尤其是适用于中等压力范围。对于1/n<1的情况下，Langmuir 和Freundlich 的曲线形状基本相同，可以近似描述相同的数据，有一定的通用性，缺点是吸附位必须有限。

（3）BET 理论：基本假设是在均相固体表面上多分子层吸附；公式：θ= θm K b C/(C A – C)[1 +( K b – 1)(C/C A )] ，cx x m V V =（1-）[1+(c+1)x]

BET 理论可以成功解释吸附等温线中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型。适用范围是：相对压力P/P 0在0.05-0.35的范围内，缺点是只限于在均相表面的气体吸附。

（4）Henry 理论：一定温度下，气体在液体溶剂中的溶解度与该气体的压力成正比，适用于稀溶液中。

（4）Polanyi 理论：吸附剂对吸附质有吸引力，距离表面越近，引力越大，吸附质密度越大。此吸附理论可以

解释多物质体系的液相吸附现象，是微孔填充理论的基础。公式：x T V ρ=

13.请画出O2在Ag(111)表面发生解离化学吸附过程的PE 图,并进行解释

氧气在Ag(111)发生解离吸附和分子吸附，PE 图如下：

发生解离化学吸附的过程有两种：一种是分子先解离成原子，再发生吸附，但能耗高，需要较高的温度来实现；另一种是先发生物理吸附，然后转化成化学吸附，较易。

氧气分子的键能较大，其解离吸附所需的活化能较高，化学吸附中存在一个坚固的活化能垒，因而曲线拐点位于零以上。解释：当分子距离表面较远时发生物理吸附，引力起主要作用，势能降低至第一个最低点，当分子进一步接近表面时由于电子云互斥势能上升，达到一定能量（即势垒）的分子由物理吸附转化为化学吸附，势能进一步降低直至达到势阱，进一步靠近受内层电子排斥力的作用势能急剧上升。

14查阅文献，看看Fe(111)表面氧气的化学吸附键合过程及其键合模式，分析吸附氧被活化解离的原因。

Fe(111)面为bcc(111)面，存在三种吸附活性位：On-top sites ，Bridging sites between two atoms ，Hollow sites between three atoms ，因而主要有两种键和模式：一位吸附和二位吸附，开始时主要发生二位吸附，随着覆盖度的增加，一位吸附逐渐占据主要地位。活化原因：bcc(111)面具有三面暴露的特点，稳定性低，Fe 是一种过渡金属，氧气吸附时将孤对电子提供给Fe ，使其d 轨道电子激发至反键轨道，弱化了O-O 键，同时空出的d 轨道又可与O 成键，发生氧化作用，达到活化解离作用。

15 CO 和N 2分子同属等电子体，请从电子结构角度解释其化学稳定性，并分析Fe(111)表面如何通过化学吸附有效地活化它们？

CO 电子式为:C≡O:，形成一个σ键，两个π键，其中，C 和O 各提供两个电子，形成两个共价键，而O 提供电子对给C 形成一个配位键；N 原子的价电子层结构为2s 22p 3，即有3个成单电子和一对孤电子对，结合时形成两个π键和一个σ键，形成的三键键能大，因而较稳定。Fe 是一种过渡金属，吸附时CO 和N2均可提供孤对电子给Fe ，使其d 轨道电子被激发至CO 和N 2的反键轨道，起到一定的反作用，弱化了C-O 键和N-N 键，同时空出的d 轨道又可与吸附质分子成键，从而达到活化作用。

16下图中，CO 的化学吸附可形成多种表面吸附态结构。请查阅文献，指出其IR 、TPD 表征时分别对应的特征吸收峰波数和脱附峰温，并通过其不同的键合方式比较其化学吸附态的活性、稳定性差异。

(1) (2) (3) (4)

由文献知，上述图对应IR 特征峰分别为2130-2000cm -1, 2000-1880cm -1, 1880-1800cm -1, <1800cm -1。

(1)图示CO 垂直于表面形成线式吸附，每个C 对应一个催化剂粒子中心，粒子反馈电子能力强，活性高，稳定性差，在表面覆盖度低时较多，但随着表面覆盖度增加逐渐减弱，；(2)为桥式吸附，C 与表面两个原子成键，C 对应两个催化剂粒子中心，活性较（1）有所下降，但稳定性增加，随着表面覆盖度增加逐渐加强，；(3)(4)图示为多重中心吸附，仅对于少数催化剂而言，每个C 与多个粒子作用，而各个粒子的状态（能量）不同，使得反馈给C 原子电子的能力减弱，活性变弱；综上，桥式吸附相对更好，形成可能性较大。

17、多相催化反应是典型的表面化学作用过程。通常，多相催化剂往往都是一些多孔材料。在这种情况下，完成多相催化反应，需要经过哪些基本过程？

答：完成多相催化反应，包括以下基本过程：1.外扩散：起始原料通过边界层向催化剂表面的扩散；2.内扩散：起始原料向孔的扩散：3.吸附；孔内表面的吸附；4.反应：催化剂表面上的化学反应；5.脱附：催化剂表面产物的脱附；6.内扩散：离开孔产物的扩散；7.外扩散：脱离催化剂通过边界层向气相的产物扩散

18 、将天然气吸附储存与吸附原理关联，谈谈天然气吸附剂需要具备哪些结构特性，才能表现出优越的储能特性？

天然气吸附剂应具有以下特性：

①必须是多孔性的、具有较大吸附比表面积。用于天然气脱水的吸附剂比表面积—般都在2000-4000m2/g，比

表面积越大，其吸附容量越大。

②对流体中的不同组分具有选择性吸附作用，亦即对要脱除的组分具有较高的吸附容量。

③具有较高的吸附传质速度，在瞬间即可达到相间平衡。

④能简便而经济地再生，且在使用过程中能保持较高的吸附容量，使用寿命长。

⑤工业用的吸附剂通常是颗粒状的。为了适应工业应用的要求，吸附剂颗粒在大小、几何形状等方面应具有一定的特性。例如，颗粒大小适度而且均匀，同时具有很高的机械强度以防止破碎和产生粉尘(粉化)等。

⑥具有较大的堆积密度。

⑦有良好的化学稳定性、热稳定性以及价格使宜、原料充足等。

目前，在天然气脱水中主要使用的吸附剂有活性铝土和活性氧化铝、硅胶及分子筛三大类。通常，应根据工艺要求进行经济比较后，选择合适的吸附剂。

19从吸附理论出发，查阅文献，谈谈氢能的储存方式及其吸附储氢的现状，并指出你认为最有潜力的储氢方式。

氢能的储存方式：1、压缩储氢2、液化储氢3、玻璃微球储氢4、金属氢化物储氢5、吸附储氢6、有机化合物储氢

吸附储氢现状：目前，用于储氢的吸附剂主要有：①分子筛；②一般活性炭；③比表面积高的活性炭；④新型吸附剂。前3种为常规吸附剂的吸附储氢能力以比表面积高的活性炭为最佳，一般活性炭次之。新型吸附剂为90年代初出现的新型复台材料。

1、常规吸附剂：活性炭吸附储氢性能与储氢的温度和压力密切相关，一般来说，温度越低，压力越高，储氢量越大。低温活性炭吸附主要为物理吸附，其吸附等温线为典型的Langmuir型曲线。比表面积高的活性炭与常规活性炭相比，其体积密度普遍较小，若同时考虑体积因素。其储氢量也只比常规活性炭大。因此，在对活性炭进行MACS处理的同时也应采取措施，提高其体积密度。改变体积密度对储氢性能的影响效果往往是表面改性的2倍。

2 新型吸附剂：新型吸附剂主要有复台吸附剂、MCM-41、层柱粘土、磷铝分子赭、碳纳米管等。各国研究者正致力于纳米吸附材料的研究，纳米储氢材料的研究正在向吸、脱附性能优异、表面处理成本低且能大批量生产的方向。最有潜力的储氢方式

碳质吸附储氢已经显示出了一定的优越性，是未来非常有潜力的氢储存方式。此外, 作为储氢容量指标, 国际能源机构认为必须超过5% (质量分数) 。除镁基合金外, 其它储氢合金皆不能达到此容量。然而, 碳基材料的储氢容量却可以超过这一指标。其中储氢容量最大的吸附材料是碳纳米管, 已被证实的储氢容量是10 % (质量分数) , 但是批量生产碳纳米管的技术尚不成熟, 其昂贵的价格使其尚不具备实际应用的价值；21 世纪有望大规模生产的碳基储氢材料是超级活性炭和活性炭纤维, 二者与碳纳米管的储氢容量相近, 但成本约低10 倍。因此，在高比表面积的超级活性炭上吸附储氢，具有吸放氢条件温和、储氢容量较大、成本低的基本素质, 展现出规模储氢的希望。

21二甲苯有三种异构体，分别是邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯。请设计一种择形吸附剂，对其进行择形吸附分离。在设计吸附剂时，应考虑哪些问题？

答：设计的吸附剂应该是属于沸石分子筛系列的，首先要考虑邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯的动力学尺寸大小，然后对沸石分子筛的尺寸大小进行设计。在设计吸附剂的时候，应该考虑较高的选择性以达到一定的分离要求；较大的吸附容量以减小用量；较好的动力学及传递性质以实现快速吸附；较高的化学及热稳定性，不溶或极难溶于待处理流体以保证吸附剂的数量和性质；较高的硬度及机械强度以减小磨损和侵蚀；并且要考虑粒径分布、比表面积、孔径分布、孔隙率、孔容等特性。

1、What is the molecular gas density for an ideal gas at 300 K when the pressure is 10-6Torr ? (in molecules m-3)，What therefore would be the gas density at a pressure of 10-9 Torr ?

solutions: for an ideal gas, the molecular gas density is

n = ( N/V ) = P / (k T) [ molecules m -3 ]

where: P - pressure [ N m -2 ] ，k - Boltzmann constant ( = 1.38 x 10-23 J K-1 )， T - temperature [ K ] 1 Torr=133.32Pa ，So: n=10-6 x 133.32/(1.38 x 10-23 x300)=3.22 x1016( molecules m -3)

And when P=10-9 Torr ， n=10-9 x 133.32/(1.38 x 10-23 x300)=3.22 x1013( molecules m -3)

2、 Mean Free Path of Molecules in the Gas Phase

? Calculate the mean free path of CO molecules in a vessel at a pressure of 10-4 Torr at 300 K. (Collision cross section = 0.42 nm 2 ). Now calculate the mean free path of CO molecules, again at 300 K, at a pressure of 10-9 Torr. Solutions: We can calculate the mean free path:

气体分子的平均自由程

σ-碰撞截面面积 m p-压强 pa κ-波尔兹漫常数 1.38065*10-23 For P= 10-4 Torr, we can get λ=1.38 x 10-23 x300/(1.414 x10-4 x133.32 x0.42 x10-18) =0.523 m

And when P=10-9 Torr

λ=1.38 x 10-23 x300/(1.414 x10-9 x133.32 x0.42

x10-18)

=5.23 x 104 m 3、 Fluxes of Molecules Incident upon a Surface

Calculate the flux of molecules incident upon a solid surface under the following conditions:（Note ： 1 u =

1.66 ×10-27 kg : atomic masses ; m(O) =16 u, m(H) = 1 u ）

（1）Oxygen gas ( P = 1 Torr ) at 300 K （2）Oxygen gas ( P = 10-6 Torr ) at 300 K

（3）Hydrogen gas ( P = 10-6 Torr ) at 300 K （4）Hydrogen gas ( P = 10-6 Torr ) at 1000 K Solution:

The fulx is given by the equation mkT

P F π2=， 1Torr=133.3 Pa 1u=1.66×10-27 kg k=1.38×10-23 JK -1

（1）In the case of "Oxygen gas ( P = 1 Torr ) at 300 K" P=133.3 N m -2 , m=32u=32×1.66×10-27 kg=5.32×10-26 kg So ，

122423-26-1058.3 300101.381032.514.323

.133--???=??????=s m mol F

（2）The flux is directly proportional to the pressure. So in the case "Oxygen gas ( P = 10-6 Torr ) at 300 K " ,the result is 3.58×1024×10-6=3.58×1018, which is just a decrease by 6 orders of magnitude . （3）The flux of Oxygen gas and Hydrogen gas have the relationship:

222222222

222

2222H H O O O H O O O H H H T m T m P P kT m P kT m P F F O H ==ππ we can get 12191043.1422222--???=?==s m mol F F m m F O O H O H

（4）The flux is inversely proportional to the square root of the gas phase temperature, so by comparison with the previous result

1

21830010001083.71000

300--???==s m mol F F K K 4 Surface Coverages

(1)Calculate the surface coverage of atomic nitrogen obtained by dissociative adsorption after exposure to a pressure of 10-8 Torr of nitrogen gas for 20 s at 300 K - you may take the dissociative sticking probability of molecular nitrogen on this surface to be constant and equal to 0.1

Solution:

The fulx is given by the equation m kT

P F π2= 1Torr=133.3 Pa 1u=1.66×10-27 kg k=1.38×10-23 JK -1

For nitrogen , P=10-8Torr=1.333*10-6 Pa

m=28u=4.648×10-26 kg

So the flux of N 2: F=3.83×1016 mol m -2s -1

Since the sticking probability is constant(s=0.1), the Coverage θ=2×F×s×t=3.83×1016×0.1×20=15.32×1016 mol m -2 The saturation coverage which taken to be 6.5 ×1018 mol m -2

When ratio the Coverage to the saturation coverage, we can get the θ=15.32×1016 mol m -2 /6.5×1018 mol m -2 =0.024 Calculate the surface coverage obtained after exposure to a pressure of 10-8 Torr of CO for 200 s at 300 K - the sticking probability of CO in this case should be taken to vary linearly with coverage between a value of unity at zero coverage and a value of zero at saturation coverage (which you should take to be 6.5×1018 molecules m -2 ).

Solution:

N(t) is the surface coverage at any time ,t .

Then )(N S F dt

dN

?=

S N N N S -=1)( )(S

N N =θ (Langmuir definition) So )(θθS F dt d N S

?= θθ-=1)(S Integrate the differential equation :

??=-2000011dt N F d S l

θθθ

We get the θl =0.692

So,the absolute coverage of CO: Coverage =0.692×6.5×1018=4.5×1018 mol m -2

The st andard define of coverage is θ=(4.5×1018)/(1.0×1019)=0.450

2. IUPAC 的 6 类等温线

类型I 表示在微孔吸附剂上的吸附情况(Langmuir isotherm)；类型II 表示在大孔吸附剂上的吸附情况（吸附剂孔径大小不一，发生多分子层吸附。在分压接近1时，发生毛细管和孔凝现象），此处吸附质与吸附剂间存在较强的相互作用；类型III 亦表示为在大孔吸附剂上的吸附情况，但此处吸附质分子与吸附剂表面间存在较弱的相互作用，吸附质分子之间的相互作用对吸附等温线有较大影响（Adsorption heat equal to or less than the heat of liquefaction）；类型IV 是有着毛细凝结的单层吸附情况；类型V 是有着毛细凝结的多层吸附情况(the amount adsrobed for given pressure is always greater on the desorption branch，Hysteresis loops are mostly with mesoporous(介孔) solids)；类型Ⅵ多孔吸附剂发生多分子层吸附时会有这种等温线。在比压较高时，有毛细凝聚现象。

（一）、界面简介

1、什么是界面？什么是表面？二者有何差别？

密切接触的两相之间的过渡区（约几个分子的厚度）称为界面(interface)。界面通常有液－气、液－固、液－液、固－气、固－液等。

其中一相为气体的界面通常称为表面(surface)。实质上，真正的表面是指固体与真空之间的界面，严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面。

2、举出你认为最熟悉的自然界一些界面现象，并谈谈你对界面作用过程的理解。

（1）有些小虫可以在水面上行走、有些小虫被困在水滴中会挣扎不出来、水面上可以漂绣花针、荷叶上水珠合并等，都是自然界中有趣的界面现象；

（2）以润湿为例，从宏观讲，是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程，微观上看，润湿固体的流体在置换原来在固体表面的流体后，本身与固体表面是在分子水平上接触，它们之间无被置换相的分子，如水在光滑的玻璃表面置换空气而完全铺展。

3、纳米技术为何又称为界面技术？表面与界面有何异同点？纳米材料的界面特性到底有哪些？

（1）①纳米技术是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。②表面技术指通过对材料基体表面加涂层或改变表面形貌、化学组成、相组成、微观结构、缺陷状态，达到提高材料抵御环境作用能力或赋予材料表面某种功能特性的工艺技术。

③纳米技术即是在界面进行各种操作，即可称为界面技术。

（2）其中一相为气体的界面通常称为表面。实质上，真正的表面是指固体与真空之间的界面，严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面。

（3）①不均匀性：同种材料由于制备、加工不同，会具有不同的表面性质，而且实际晶体的晶面是不完整的，会有晶格缺陷、空位和位错等。

②非平衡性：不同位置表面张力不同。

③具有表面效应：指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起性质上的变化。

4、当固体颗粒粒度小到纳米尺度(1～100nm)时，固体颗粒即表现出一些纳米尺度效应。请查阅文献，说明这些纳米尺度效应对固体颗粒物理、化学性能的影响，并指出如何检测与利用这些纳米尺度效应？

（1）纳米尺度效应：当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，对于晶体其周期性的边界条件将被破坏，对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小，这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化。

（2）尺寸小了就会出现一些新的现象、新的特性。从理论层面讲主要是由于尺寸变小导致了比表面的急剧增大。

由此很好地揭示了纳米材料良好的催化活性。

2、表面重构与表面反应有何异同点？如何确认某一过程属于表面重构，还是表面反应？

（1）表面重构：指在降低表面自由能趋势的作用下，表面原子在原子尺度上发生较大移动，导致表面结构的周期性甚至于表面对称性发生改变的现象。可以通过某些原子或行列的缺失，吸附外来原子等方式实现，结果使悬挂键的数目减少。

（2）如果金属表面的吸附质与表面原子之间的电负性相差很大，化学亲和力很强时，吸附结果不仅可以在金属表面形成具有强吸附键的化学吸附态，而且有可能形成表面化合物，或者说形成新相。

4、请利用自己对吸附的理解，阐述吸附等温线的物理意义，指出吸附等温线能提供哪些表面结构信息？为什么吸附质可以作为了解与探测表面结构与性能的探针？

（1）在恒定温度下，对应一定的吸附质压力，固体表面上只能存在一定量的气体吸附。通过测定一系列相对压力下相应的吸附量，可得到吸附等温线。吸附等温线是对吸附现象以及固体的表面与孔进行研究的基本数据，可从中研究表面与孔的性质，计算出比表面积与孔径分布。

（2）1．判断吸附现象的本质，如属于分配（线性），还是吸附（非线性）2．寻找吸附剂对特定吸附质的吸附容量3．用于计算吸附剂的孔径、比表面等重要物理参数

4、从表面化学吸附知识出发，谈谈多相催化剂设计中如何解决催化剂表面反应物分子的活化问题？

催化活性随化学吸附强度升高出现一极大值，两者的关联曲线形状如火山故名volcano shape correlation。化学吸附是多相催化反应的必经步骤，反应物分子化吸在催化剂表面形成表面化物，若化吸很弱形成的表面化物不稳定，反应物表面覆盖度(表面浓度)低，相应的催化活性(表面反应速率)也将低；若化吸很强表面基本被盖满而且形成稳定表面化物，很难进一步转化，相应活性也必低，在极强化吸情况下反应物充当毒物；可见最高催化活性对应于最宜(不强不弱)化吸强度。可用表面化物生成热作为测量化吸强度之参数，如用金属甲酸盐生成热近似地作为测量甲酸在该金属的化吸强度之参数。

二、吸附分离

1、查阅文献，指出正构烷烃、异构烷烃的择形吸附分离原理及其吸附剂类型，并指出其择形吸附分离的工艺流程。（1）分子筛具有空旷的骨架结构，在结构中存在着很多排列得非常整齐而有规则的孔穴，而且孔的直径也很均匀，其大小和一般分子有相近的数量级。只有直径比孔小的分子能进入，直径比孔大的分子则排斥在外。因此，沸石分子筛在吸附时具有筛分分子的作用，或者说对分子的形状大小具有选择作用。利用这一性质，分子筛可进行选择吸附，把物质分离开来。

（2）对于正构烷烃、异构烷烃的择形吸附分离来说，正构烷烃分子的临界截面直径是49nm，而其他烃类的临界截面直径均大于50nm，用孔径为50nm的5A分子筛为吸附剂时，则只有正构烷烃能进入笼子中而被吸附，其他烃类则都被排斥在外，这样就可把正构烷烃和其他烃类分离开来，这种过程工业上叫分子筛脱蜡。

（3）工艺流程为：

3、查阅文献，指出目前用于蛋白质吸附分离的材料，应该具有什么样的结构特点？

吸附层析，吸附剂（硅石，氧化铝，活性炭）和吸水吸附剂，与待分离分子和杂质分子的吸附与解析能力不同。4、查阅文献，指出可用于空气吸附分离的材料有哪些？应该具有什么特征，主要应用于哪些领域？

可用于空气吸附分离的材料主要有：沸石分子筛、碳分子筛。

（1）①沸石分子筛是硅铝酸盐的晶体。其孔径大小与气体分子直径相近,且非常均匀,它能把小于孔径的分子吸进孔穴内,把大于孔径的分子挡在孔穴外,因此,它可以根据分子的大小把各种组分分离。

②它在废水处理、干燥分离、气体分离及清洁油品等领域得到了十分广泛的应用。分子筛用于变压吸附制氮、氧及二氧化碳。

变压吸附技术基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性,通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。

沸石分子筛变压吸附制氮的原理是基于非极性的O2和N2分子受到极化产生偶极,而O2和N2分子的诱导偶极与吸附剂固有的偶极具有吸附作用。在相同条件下,对N2的诱导力大于O2 ,因而沸石分子筛吸附N2的量大于O2的量。

沸石分子筛变压吸附制氧气原理和氮气相同。

（2）碳分子筛：空气的变压吸附过程是目前碳分子筛的一个主要应用领域。碳分子筛上的空气分离是基于动力学分离的原理,利用混合物中不同组分的扩散、吸附速率差来实现的。

（3）优良的吸附剂应该具备：①发达的微孔孔容,保证较高的吸附量; ②均一、尺寸大小适宜的微孔孔径,保证较高的选择性; ③良好的机械性能。

（六）、表面结构分析

表面测试手段：

（1）加热（升温）：

①TPD程序升温脱附：酸碱性强度、量度②TPR程序升温还原：氧化还原性

③TPSR程序升温表面反应：④TDS热重

（2）光子

①XRDX射线衍射：体相特征、体相周期②LEED低能电子衍射：结构、体相周期

③EXAFS扩展X射线吸收谱：结构④IR红外吸收光谱：原子态

⑤RAMAN拉曼散射谱：原子态⑥EELS电子能量损失谱：原子有电子态

（3）电子能谱技术

①XPSX射线光电子能谱：成分；判定组成、浓度大小、分布、成键特性，得到表面、亚表面的信息；元素成份分析、元素定量分析、表面污染分析、化学位移上的应用

②UPS紫外光电子能谱：分子及固体的电子态；得到价层电子结合能数据

③AES俄歇电子能谱：成分；用于表面定性、定量测量④Mossbauer谱：针对铁磁性物质

⑤EPR电子顺磁共振：了解杂化轨道结构。

（4）电子显微技术

①SEM扫描电子显微技术：形貌②TEM透射电子显微技术：形貌

③STEM扫描投射电子显微技术：形貌④FEIM场发射电子显微技术

⑤AFM原子粒显微技术：AFM的主要功能同STM一样。一般而言，STM适于研究导体类样品，而难于研究绝缘样品；由此发展起来的AFM克服了STM的局限性，对导体和非导体样品都适用；由于工作原理和仪器结构不同，AFM分辨本领要略低于STM，且灵敏度和稳定性均不如STM。

⑥STM隧道扫描电子显微技术：得到更精细的表面形貌；在原子级水平上分析表面形貌和电子态，后者包括表面能级性质、表面态密分布、表面电荷密度分布和能量分布；高分子形态、纳米结构、链堆砌和构象等。

（5）离子谱：SIMS、Ion Scattering、RBS、LEIS

（6）中子谱：SNMS、Neutron Scattering

1、试说明SEM、TEM、AFM、STM在界面材料研究中的作用，为什么它们是纳米技术研究不可缺少的测试手段？（1）

①SEM扫描电子显微技术：形貌

②TEM透射电子显微技术：形貌

⑤AFM原子粒显微技术：AFM的主要功能同STM一样。一般而言，STM适于研究导体类样品，而难于研究绝缘样品；由此发展起来的AFM克服了STM的局限性，对导体和非导体样品都适用；由于工作原理和仪器结构不同，AFM分辨本领要略低于STM，且灵敏度和稳定性均不如STM。

⑥STM隧道扫描电子显微技术：得到更精细的表面形貌；在原子级水平上分析表面形貌和电子态，后者包括表面能级性质、表面态密分布、表面电荷密度分布和能量分布；高分子形态、纳米结构、链堆砌和构象等。

（2）纳米催化剂的催化性能受纳米颗粒的大小、表面形态、表面结构以及表面与体相组成影响，纳米催化剂表征的进展则为进一步从分子水平上理解催化剂的构效关系提供了基础,故纳米催化剂原位表征技术的进步对纳米催化研究起着重要的作用。

2、请说明采用哪些手段可以检测多相催化剂的表面结构？多相催化剂表面结构测试与真正的表面测试从方法、手段以及测试目的方面有何不同？

（1）同上。

（2）对催化剂活性和选择性影响因素的认识源于催化剂颗粒的局部组成与结构研究。由于反应条件下颗粒的结构与组成是变化的，所以表征实际工作条件下的催化剂组成与结构尤为必要。

3、如何检测多相催化反应过程中出现的表面活性中间体的结构与性能？表面活性中间体与催化剂活性位有何区别？

（1）反应物分子往往先形成碳正离子、碳负离子、游离基、碳烯等活性大、寿命短的中间体，叫做活性中间体。活性中间体一般都迅速变成反应产物。

（2）中间体极其活泼,寿命很短,难以用常规方法加以分离和提纯。但可通过动力学等研究手段推测其存在。鉴于它们的结构特征，可以在特殊条件（低温或捕集、络合等）下使用现代光谱学及其他化学或物理学的手段来鉴别其结构和反应性能。

（3）一般情况下，多相催化剂只有局部位置才产生活性，称作活性位。活性中心可以是原子、原子团、离子、表面缺陷等，形式多种多样。活性中心于1925年由泰勒(Tayler)提出，他假设那些位于晶体顶点，晶棱或结构缺陷处的原子，由于其本身化合价的不饱和性，亦即存在着表面自由价，因而具有很高活性，能够化学吸附分子，使其活化，进而发生反应。

4、简述原子力显微技术AFM在表面分析中的作用？

随着纳米科学技术的兴起与发展,常规显微镜由于本身的局限越来越不能胜任微观领域的形貌观察及分析。而基于扫描隧道显微镜( S TM) 基本原理发展起来的原子力显微镜( A FM) 无疑为材料的微观形貌观察起到了根本性的推动作用。

由于A FM 具有原子级高分辨率,且放大倍率连续可调,探测过程中对样品表面无损伤,不需要高真空的必要工作条件,且体积小、成本低、性价比高,综合指标与其它常规显微手段相比优势明显。其突出优点是:不仅适用于导体、半导体、绝缘体样品,还可应用于真空、大气以及液体环境。

5、为什么多相催化剂在使用过程中会出现烧结现象？烧结现象如何检测？又如何避免？请查阅文献说明。

（1）原因：催化剂活性表面积减小。高温下金属分散度降低，导致活性下降；高温下发生相变，导致比表面积下降。

（2）H2-TPR、XRD、TPO、N2O化学吸附等表征方法对反应前后和再生后催化剂的物化性质进行了表征。结果表明,失活主要是由于活性位晶粒的烧结长大。

（3）避免方法：①增加载体表面粗糙度；②增加其它物种，减少可移动性。

（七）、吸附层结构及其分析

1、请比较表面结构表述方法与吸附层表述方法的差异，说明其优缺点，你认为是否有可能建构一种新的表面及其吸附层结构表述方法；

（1）一种晶面表示方法，叫Miller指数方法。就是用晶面（或者平面点阵）在三个晶轴上的截数的倒数的互质整数比来标记。

（2）There are two principal methods for specifying the adsorption structure; these are - Wood's notation ；- Matrix notation.

2、请对表面吸附层结构进行分类，并指出最适宜的检测方法；

①在顶上化学吸附：停留在表面，不扩散到体相内部

②共吸附表面结构：吸附强度相近的两种气体同时吸附

③重组的表面结构：表面原子重排，し体相的化学反应の前驱

④无定形表面结构：有序结构の形成扩散过程

⑤三维结构：扩散到体相内部の表面吸附

3、如何检测表面吸附层的形貌结构？吸附层的厚度如何分析？

（1）通过原子力显微镜从微观上直接观察表面的吸附形貌。利用原子力显微镜AFM可对表面形成的吸附膜的形貌及生长行为进行研究。

（2）利用用俄歇电子谱AES或X光电子谱XPS分析样品,采用Ar+束对表面进行剥离,测量了剥离前后的AES峰强,通过谱峰强度变化关系可求得吸附层厚度。

初中化学复习专题之选择题100道有答案

中考化学选择题100精选 1、下列除杂（括号内的是杂质）所选试剂合理的是（） A、Cu(Zn) 稀盐酸 B、CO2气体(HCl) 氢氧化钠溶液 C、CuO(Cu) 浓硫酸 D、Na2SO4溶液(Na2CO3) 氯化钡溶液 2、除去下列物质中的少量杂质，所用试剂(括号内的物质)不正确的是（） A、氮气中的氧气(铜) B、二氧化碳气体中的水蒸气(浓硫酸) C、碳酸钙中的氯化钠(水) D、氯化钠溶液中的碳酸钠(硫酸) 3、除去下列各组物质中的杂质，所用试剂和方法均正确的是（） 物质杂质除杂所用的试剂和方法 A H2 HCl气体先通过NaOH溶液，再通过浓硫酸 B NaOH溶液Ba(OH)2溶液先加入CuSO4溶液、过滤 C CO气体CO2气体通过灼热的CuO D Cu(OH)2固体CuCl2 加入适量的稀盐酸 4、要将待提纯的物质中杂质(括号内为杂质)除去，所用试剂和方法均正确的是（） 选项待提纯物质选用试剂操作方法 A CuCl2(MgCl2) 镁片过滤 B CaO(CaCO3) 盐酸蒸发 C Cu(Fe) 稀硫酸过滤 D FeCl3溶液(盐酸) 氢氧化钠溶液滴加 5、欲除去下列物质中的少量杂质，所用试剂或方法正确的是（） 物质杂质试剂或方法 A CO2 HCl气体NaOH溶液 B NaNO3溶液Na2SO4溶液Ba(OH)2溶液 C CO2 CO 点燃 D CuO KNO3 H2O 6、下列除去杂质的方法中，错误的是（） 物质杂质试剂或方法 A CaCl2溶液HCl 过量CaCO3、过滤 B NaOH溶液Ca(OH)2 过量Na2CO3溶液、过滤 C FeCl2溶液CuCl2 过量铁粉、过滤 D CH4 H2O 通过盛浓硫酸的洗气瓶 7、不能用于区别稀硫酸和氢氧化钠溶液的是（） A、紫色石蕊试液 B、NaCl溶液 C、BaCl2溶液 D、CuSO4溶液 8、下列物质中，不能用来鉴别CO和CO2的是（） A、澄清石灰水 B、观察颜色 C、灼热的氧化铜 D、紫色的石蕊试剂 9、某生在化学晚会上表演如下魔术：用毛笔蘸取一种无色液体在一张白纸上书写了“化学魔术”四字，然后再喷上一种无色液体，白纸上立即出现了红色的“化学魔术”四字。该生先后所用的无色液体可能是（） A、石蕊溶液、稀硫酸 B、酚酞溶液、“雪碧”饮料 C、NaOH溶液、酚酞溶液 D、CuSO4溶液、NaOH溶液 10、为了区别O2与CO2两瓶(或两种)无色气体，下列方法中不可行的是（） A、分别通入紫色石蕊溶液中 B、用燃着的木条分别伸入瓶中 C、分别倒入少量NaOH溶液，振荡 D、用塑料可乐瓶分别盛满上述两种气体，各倒入1/5容积的水，盖紧瓶盖，振荡

工程化学习题答案

第一章 5. 下列说法是否正确？ （1）质量作用定律适用于任何化学反应。 （2）反应速率常数取决于反应温度，与反应物的浓度无关。 （3）放热反应均是自发反应。 （4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。 （5）r m S ?为负值的反应均不能进行。 （6）冰在室温下自动融化成水，是熵增加起了作用。 答：①× ②√ ③× ④× ⑤× ⑥√ 6. 已知下列反应的平衡常数： H 2(g)＋S(s) = H 2S(g) o 1K S(s)＋O 2(g)= SO 2(g) o 2 K 则反应：H 2(g)＋SO 2(g) = O 2(g)＋ H 2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个？ （1）o 1K －o 2K （2）o 1K o 2K （3）o 2K /o 1K （4）o 1K /o 2K 答：⑷ 7. 根据平衡移动原理，讨论下列反应： 2Cl 2(g)＋2H 2O(g) =4HCl(g)＋O 2(g)； o r m H ?（298.15K ）>0 将四种气体混合后，反应达平衡时，若进行下列各项操作，对平衡数值各有何影响（操作项 目中没有注明的是指温度不变、体积不变）？ 操作项目 平衡数值 答： （1）加O 2 H 2O 的物质的量 ↑ （2）加 O 2 HCl 的物质的量 ↓ （3）加 O 2 O 2的物质的量 ↑ （4）增大容器的体积 H 2O 的物质的量 ↓ （5）减小容器的体积 Cl 2 的物质的量 ↑ （6）减小容器的体积 Cl 2 的分压 ↑ （7）减小容器的体积 o K 不变 （8）升高温度 o K ↑ （9）升高温度 HCl 的分压 ↑ （10）加催化剂 HCl 的物质的量 不变 8.由二氧化锰制备金属锰可采用下列两种方法，两方应在25℃时的也附于后： （1）MnO 2(s)＋2 H 2(g) Mn(s)＋2H 2O(g)

人教版初三化学中考复习题及答案

一、选择题（培优题较难） 1．一包固体粉末可能含有Mg（NO3）2、CaCO3、NaOH、CuCl2、NaCl和Ca（NO3）2中的一种或几种，为确定其组成，某同学设计了如下实验方案，下列判断正确的是（） A．沉淀Ⅰ是氢氧化铜沉淀 B．无色溶液A中一定有NaOH C．原固体粉末肯定有NaCl D．原固体粉末一定有CaCO3、NaOH、Mg（NO3）2、CuCl2和Ca（NO3）2 【答案】B 【解析】 根据“一包固体粉末可能含有Mg(NO3)2、CaCO3、NaOH、CuCl2、NaCl和Ca(NO3)2中的一种或几种”，结合图框，则推测铜离子在溶液中显蓝色，NaOH和CuCl2会生成氢氧化铜沉淀，而氢氧化铜沉淀与稀硝酸反应生成硝酸铜溶液；CaCO3和硝酸反应会生成气体，则蓝色溶液B中有硝酸铜、硝酸钙、硝酸钠、稀硝酸，而原固体粉末一定有CaCO3、NaOH、CuCl2和Ca(NO3)2，无法确定是否含有NaCl；Mg(NO3)2。 A.由分析可知，沉淀Ⅰ中有氢氧化铜沉淀和CaCO3沉淀，故错误； B. 无色溶液A中一定有NaOH，正确； C. 原固体粉末是否有NaCl，无法确定，故错误； D. 原固体粉末一定有CaCO3、NaOH、CuCl2和Ca(NO3)2，故D错误。 2．将CO通入盛有12.0g的Fe2O3的试管内，加热至固体完全变黑后停止加热，继续通入CO至试管冷却，并同时将反应后的气体通入足量NaOH溶液中，溶液质量增重6.6g。 Fe2O3还原过程中转化过程：Fe2O3→Fe3O4 →FeO→Fe。下列说法错误的是 A．反应后的黑色固体为混合物 B．试管中残留固体质量为10.8g C．实验过程中参加反应的CO的质量为4.2g D．反应后固体中加入足量的稀盐酸产生气体的质量为0.15g 【答案】B 【解析】 【分析】 生成二氧化碳的质量为6.6g，生成的二氧化碳分子中，有一个氧原子来自于氧化铁。6.6g

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《数据结构》实验报告 学号2015011512 姓名胡明禹专业数学与应用数学时间2018.6.5 一、实验题目: 实验八最短路径 二、实验目的 1. 掌握杰斯特拉算法 2. 利用迪杰斯特拉算法计算途中一点到其他各顶点的最短路径 三、算法设计分析 实验由4个函数共同组成。其功能描述如下： （1）主函数：统筹调用各个函数以实现相应功能 void main() （2）创建有向图的邻接矩阵函数 Status CreateDG(MGraph &G) { int i,j,k,w; char v1,v2; printf("请输入顶点数和边数："); scanf("%d%d",&G.vexnum,&G.arcnum); printf("\n请按次序输入%d个顶点字母标号(如ABCD等)：",G.vexnum); getchar(); //弹出缓冲区中上次最后出入的换行符，即最后按下的回车键 for (i=0;i

【免费下载】工程化学 模拟试题及答案 2

《工程化学》模拟试题（2） 一、判断题（20分）（对的，在题前括号内填“+”号，错的填“-”号） （）1．氧在化合物中氧化数一定为负值。 （）2．根据酸碱质子理论，酸愈强，其共轭碱愈弱。 （）3．氢原子的3P轨道能量高于3S轨道。 （）4．标准平衡常数大的反应，平衡转化率必定大。 （）5．总浓度一定的缓冲溶液缓冲比愈接近1，该溶液缓冲容量愈大。 （）6．对化学反应而言，其等压热效应等于系统的焓变。 （）7．一切放热反应都是自发反应。 （）8．有气体参加的反应，改变总压，不一定使平衡移动，而改变任意气体的分压，则一定是破坏平衡。 （）9．有两个原电池，测得其电动势相等，这表明两原电池中反应的△G0值也相等。( )10．共价化合物AB2分子为角形，则意味着A原子价电子层中至少有一对孤对电子。 （）11．某反应ΔG的负值很大，表明反应趋势很大，也表明反应速率很大。 （）12．催化剂是影响化学平衡的重要因素。 （）13．化学方程式中各反应物浓度指数之和称为反应级数。 （）14．系统由状态1变化到状态2，途径不同，Q、ｗ不同，所以Q+w不同。 （）15．原子轨道和电子云的图形完全一样。 （）16．按溶度积规则，Q

化学实验室常识基础练习题及答案

化学实验室常识知识点复习 1、化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础科学。 2、我国劳动人民商代会制造青铜器，春秋战国时会炼铁、炼钢。 3、绿色化学-----环境友好化学 (化合反应符合绿色化学反应) ①四特点P6（原料、条件、零排放、产品）②核心：利用化学原理从源头消除污染 4、蜡烛燃烧实验（描述现象时不可出现产物名称） （1）火焰：焰心、内焰（最明亮）、外焰（温度最高） （2）比较各火焰层温度：用一火柴梗平放入火焰中。现象：两端先碳化；结论：外焰温度最高（3）检验产物 H2O：用干冷烧杯罩火焰上方，烧杯内有水雾 CO2：取下烧杯，倒入澄清石灰水，振荡，变浑浊 （4）熄灭后：有白烟（为石蜡蒸气），点燃白烟，蜡烛复燃 5、吸入空气与呼出气体的比较 结论：与吸入空气相比，呼出气体中O2的量减少，CO2和H2O的量增多 （吸入空气与呼出气体成分是相同的） 6、学习化学的重要途径——科学探究 一般步骤：提出问题→猜想与假设→设计实验→实验验证→记录与结论→反思与评价 化学学习的特点：关注物质的性质、变化、变化过程及其现象； 7、化学实验（化学是一门以实验为基础的科学） 一、常用仪器及使用方法 （一）用于加热的仪器－－试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿、锥形瓶 可以直接加热的仪器是－－试管、蒸发皿、燃烧匙 只能间接加热的仪器是－－烧杯、烧瓶、锥形瓶（垫石棉网—受热均匀） 可用于固体加热的仪器是－－试管、蒸发皿

可用于液体加热的仪器是－－试管、烧杯、蒸发皿、烧瓶、锥形瓶 不可加热的仪器——量筒、漏斗、集气瓶 （二）测容器－－量筒 量取液体体积时，量筒必须放平稳。视线与刻度线及量筒内液体凹液面的最低点保持水平。 量筒不能用来加热，不能用作反应容器。量程为10毫升的量筒，一般只能读到0.1毫升。 （三）称量器－－托盘天平（用于粗略的称量，一般能精确到0.1克。） 注意点：（1）先调整零点（2）称量物和砝码的位置为“左物右码”。 （3）称量物不能直接放在托盘上。 一般药品称量时，在两边托盘中各放一张大小、质量相同的纸，在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的药品（如氢氧化钠），放在加盖的玻璃器皿（如小烧杯、表面皿）中称量。 （4）砝码用镊子夹取。添加砝码时，先加质量大的砝码，后加质量小的砝码（先大后小） （5）称量结束后，应使游码归零。砝码放回砝码盒。 （四）加热器皿－－酒精灯 （1）酒精灯的使用要注意“三不”：①不可向燃着的酒精灯内添加酒精；②用火柴从侧面点燃酒精灯，不可用燃着的酒精灯直接点燃另一盏酒精灯；③熄灭酒精灯应用灯帽盖熄，不可吹熄。 （2）酒精灯内的酒精量不可超过酒精灯容积的2/3也不应少于1/4。 （3）酒精灯的火焰分为三层，外焰、内焰、焰心。用酒精灯的外焰加热物体。 （4）如果酒精灯在燃烧时不慎翻倒，酒精在实验台上燃烧时，应及时用沙子盖灭或用湿抹布扑灭火焰，不能用水冲。 （五）夹持器－－铁夹、试管夹 铁夹夹持试管的位置应在试管口近1/3处。试管夹的长柄，不要把拇指按在短柄上。 试管夹夹持试管时，应将试管夹从试管底部往上套；夹持部位在距试管口近1/3处；用手拿住 （六）分离物质及加液的仪器－－漏斗、长颈漏斗 过滤时，应使漏斗下端管口与承接烧杯内壁紧靠，以免滤液飞溅。 长颈漏斗的下端管口要插入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。

《数据结构》期末复习题_15021457072916549

中国石油大学（北京）远程教育学院期末复习题 一、选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 1.以下与数据的存储结构无关的术语是（） A、循环队列 B、链表 C、哈希表 D、栈 2.一个向量第一个元素的存储地址是100，每个元素的长度为2，则第5个元素的地址是（） A、110 B、108 C、100 D、120 3.假设带头结点的单向循环链表的头指针为head,则该链表为空的判定条件是（） A、head= =NULL B、head–>next= =NULL C、head–>next= =head D、head!=NULL 4.若进栈序列为1，2，3，4，5，6，且进栈和出栈可以穿插进行，则不可能出现的出栈序列是（） A、2，4，3，1，5，6 B、3，2，4，1，6，5 C、4，3，2，1，5，6 D、2，3，5，1，6，4 5.下列关键字序列中，构成小根堆的是（） A、{12，21，49，33，81，56，69，41} B、{81，69，56，49，41，33，21，12} C、{81，49，69，41，21，56，12，33} D、{12，21，49，33，81，41，56，69} 6.下列数据结构中，不属于二叉树的是（） A、B树 B、AVL树 C、二叉排序树 D、哈夫曼树 7.用顺序存储的方法来存储一棵二叉树，存放在一维数组A[1..N]中，若结点A[i]有右孩子，则其右孩 子是（）。 A、A[2i] B、A[2i-1] C、A[2i+1] D、A[i/2] 8.设树T的高度为4，其中度为1、2、3、4的结点个数分别为4、2、1、1，则T中叶子数为（） A、 5 B、 6 C、7 D、 8 9.有数据{53，30，37，12，45，24，96}，从空二叉树开始逐个插入数据来形成二叉排序树，若希望高 度最小，则应选择下面哪个序列输入（） A、45，24，53，12，37，96，30 B、37，24，12，30，53，45，96 C、12，24，30，37，45，53，96 D、30，24，12，37，45，96，53 1

中国石油大学 2012-2013自动控制原理 期中试题及答案

2012—2013学年第1学期 《自动控制原理》期中考试试卷 (适用专业：自动化、电气、测控) 专业班级 姓名 学号 开课系室信控学院自动化系 考试日期20XX年11月25日 一、简答题(18分)

1. 控制系统正常工作的最基本要求是什么？ 答：稳定性、快速性、准确性（3分） 2.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？ 答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。（3分） 3.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？ 答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统（3分） 4.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？ 答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量降低，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；（3分） 5.控制系统的稳态误差取决于哪些因素？ 答：开环增益、系统型别、输入信号的形式与幅值。（3分） 6.线性定常系统稳定的充分必要条件是什么？ 答：线性定常系统稳定的充分必要条件是闭环特征方程的根均具有负实部，或闭环传递函数的极点均位于s左半平面。（3分） 二、(1)由图1所示系统结构图求出相应的传递函数()/() C s N s。 C s R s和()/()

（8分） 图1 系统结构图 (2)由图2所示系统结构图求出相应的传递函数()/()C s R s 。（8分） 图2系统结构图 解：(1)当仅考虑()R s 作用时，经过反馈连接等效，可得简化结构图（图1-1），则系统传递函数为 12221212 22123 322 1()()111G G G H G G C s G G R s G H G G H H G H -==-++- （4分） 图1-1()R s 作用时的简化结构图 当仅考虑()N s 作用时，系统结构图如图1-2所示。系统经过比较点后移和串、并联等效，可得简化结构图，如图1-4所示。则系统传递函数为 1122121221322123 (1)()()1()1G H G G G G H C s N s G H G H G H G G H ++==---+ （4分）

工程化学试题及答案

一、填空题（没空1分，共10分） 1、系统与环境间没有质量的交换，而只有能量的传递，这样的系统称为（）系统。 2、系统与环境之间的能量交换应遵循能量守恒定律，该定律的数学表达式为（）。 3、某体系由状态A沿途径I变化到状态B时，吸热300J，同时体系对环境做功100J。当该体系沿另一途径自状态A变化到状态B时，体系对环境做功50J，则此过程Q为（）J。 4、碰撞理论认为，只有（）的碰撞时才能发生反应。 5、能将氧化还原反应中的化学能转变为电能的装置称作（）。 6、将下列反应设计成原电池，以电池符号表示，（）。Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 7、对反应式两边气体分子总数不等的反应，增加压力平衡向着气体分子总数（）的方向移动。 8、（）是一种新的功能金属材料，用这种合金做成的金属丝，即使将它揉成一团，但只要到达某个温度，它便能在瞬间恢复原来的形状。 9、硬度最大的金属是( )。 10、对同一化学反应，其化学平衡常数只与（）有关。 二、选择题（每题1分，共20分） 1、下列物理量都属于状态函数的一组是（）。 A、U、P、V B、Q、P、V C、W、P、V 2、内能是系统的状态函数，若某一系统从一始态经过一循环过程又回到始态，则系统内能的增量是（）。 A、△U = 0 B、△U > 0 C、△U < 0 3、能自发进行的反应，其△G（）。 A、= 0 B、> 0 C、< 0 4、（）是系统内物质微观粒子混乱度的量度。 A、内能 B、熵 C、吉布斯自由能 5、对催化剂特征的描述，不正确的是（）。 A、催化剂能缩短反应到平衡的时间 B、使用催化剂能实现热力学不能进行的反应 C、使用催化剂不改变平衡常数 6、下列（）是一次电池。 A、锌锰电池 B、铅蓄电池 C、燃料电池 7、0.1mol·Lˉ的HAc溶液的PH值(K a e=1.8×10-5)为（）。 A、4.87 B、3.87 C、2.87 8、固态物质熔点高，不溶于水，是热、电的良导体的晶体是（）。 A、离子晶体 B、原子晶体 C、金属晶体 9、熔融固态的Sio2,需克服（）力。 A、离子键 B、共价键 C、氢键 D、范德华力 10、生物质能属于（）。 A、可再生能源 B、非再生能源 C、二次能源 11、下列能使食物产生香味的化学物质是（）。 A、苯乙酸 B、醋酸乙酯 C、苯甲酸钠 12、精细陶瓷（又称特种陶瓷）在现代科技中的应用前景很广。以Sio2加少量Pdcl2研磨成鸡西的颗粒，经高温烧结制成多孔烧结体，具有半导体的性质，其具有相当大的比表面积，将它和电子元件及仪表组成“电子鼻”，被称为“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂浓度达十万分之一也能“嗅”出。关于“人工神鼻”的下列叙述中，不正确的是（）。 A、“人工神鼻”吸附气体的能力极强

初三化学推断题专项练习(含答案)

初三化学推断题专项练习(含答案) 初三化学——推断题专题复习衡 一、考点、热点回顾 1、固体物质的颜色 A 白色固体：氧化钙 CaO 、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸钠Na2CO3、碳酸钙CaCO3、氢 氧化钠NaOH、 B 黄色固体：硫粉S C 红色固体：红磷P、氧化铁Fe2O3、铜Cu D 蓝色固体：胆矾CuSO4.5H2O E黑色固体：木炭C、氧化铜CuO、二氧化锰MnO2、四氧化三铁Fe3O4、 F 绿色固体：碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3 G紫黑色固体：高锰酸钾KMnO4 H 无色固体：冰，干冰，金刚石 I 银白色固体：银，铁，镁，铝，汞等金属 2、生成沉淀的颜色 A 白色沉淀：不溶于水也不溶于稀硝酸：氯化银AgCl、硫酸钡BaSO4 不溶于水但溶于稀硝酸或稀盐酸：氢氧化镁Mg(OH)2、 碳酸钙CaCO3、碳酸钡BaCO3 B 红褐色沉淀：氢氧化铁Fe(OH)3 C 蓝色沉淀：氢氧化铜 Cu(OH)2 3、溶液的颜色 A 蓝色溶液Cu2+：硫酸铜CuSO4、硝酸铜Cu(NO3)2 、氯化铜CuCl2等 B 黄色溶液Fe3+：氯化铁FeCl3、硫酸铁Fe2（SO4）3、硝酸铁Fe(NO3)3等 C 浅绿色溶液Fe2+：氯化亚铁FeCl2、硫酸亚铁FeSO4、硝酸亚铁Fe(NO3)2等 D无色液体：水，双氧水 E 紫红色溶液：高锰酸钾溶液 F 紫色溶液：石蕊溶液 4、气体的颜色 A 红棕色气体：二氧化氮 B 黄绿色气体：氯气 C无色气体：氧气，氮气，氢气，二氧化碳，一氧化碳，二氧化硫，氯化氢气体等大多数气体。 解题技巧：抓住题目的题眼进行突破，常见的题眼就是上述物质的颜色与状态，还有就是某些物质的制备原理 二、典型例题 1．A、B、C、D、E、F、G为常见的物质，其中B、E、G属于单质，反应②是炼铁工业中的主要反应，下图是它们之间的相互转化关系。请回答：

中国石油大学(华东)本科毕业设计(论文)参考模板(2017)

本 科 毕 业 设 计（论文） 题 ——副标题 学生姓名：张 三 学 号：1301013101 专业班级：电气工程及其自动化13-5班 指导教师：李 四 2017年 6月15日

——副标题 要 数据结构算法设计和演示（C++）树和查找是在面向对象思想和技术的指导下，采用面向对象的编程语言（C++）和面向对象的编程工具（Borland C++ Builder 6.0）开发出来的小型应用程序。它的功能主要是将数据结构中链表、栈、队列、树、查找、图和排序部分的典型算法和数据结构用面向对象的方法封装成类，并通过类的对外接口和对象之间的消息传递来实现这些算法，同时利用C++ Builder 6.0中丰富的控件资源和系统 解、辅助教学和自我学习的作用。 关键词：

The design and implementation of the linear form ——副标题 Abstract 外文摘要要求用英文书写，内容应与“中文摘要”对应。使用第三人称。 “Abstract” 字体：Times New Roman，居中，三号，加粗，1.5倍行距，段前、段后0.5行间距，勾选网格对齐选项。 “Abstract”上方是论文的英文题目，字体：Times New Roman，居中，小二，加粗，1.5倍行距，间距：段前、段后0.5行间距，勾选网格对齐选项。 Abstract正文选用设置成每段落首行缩进2字符，字体：Times New Roman，字号：小四，1.5倍行距，间距：间距：段前后0.5行间距，勾选网格对齐选项。 Keywords与Abstract之间空一行，首行缩进2字符。Keywords与中文“关键词”一致，加粗。词间用分号间隔，末尾不加标点，3-5个，Times New Roman，小四。如需换行，则新行与第一个关键词首字母对齐。 Keywords：Write Criterion；Typeset Format；Graduation Project (Thesis)

中国石油大学2011自动控制原理期中考试试题(答 案)

2011—2012学年第1学期《自动控制原理》期中考试试卷（适用专业：自动化、电气、测控） 专业班级 姓名 学号 开课系室自动化系 考试日期

一、简答题（15分） 1.反馈控制系统的基本组成有哪几部分？ 答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件 2.控制系统正常工作的最基本要求是什么？ 答：稳定性、快速性、准确性 3.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？ 答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。 4.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？ 答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统 5.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？ 答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差。

二、 (12分)如图1所示单容水箱，A 为水箱的横截面积，i Q 为输入流量，o Q 为 输出流量，H 为水箱的实际液位， H Q o α=，α为流量系数。当输入流量和输出流量相等时，液位维持在0H 处，000H Q Q o i α==。 （1） 以i Q 为输入，以H 为输出，建立该单容水箱的非线性微分方程模型。（3 分） （2） 对（1）中非线性微分方程在0H 处进行线性化，求线性化微分方程，并 求单容水箱的传递函数。 （9分） 图1 解：（1）由物料平衡得下列方程 i o i dH A Q Q Q dt =-=- 单容水箱的非线性微分方程模型为 (1 i dH Q dt A =- ① （3分） （2）考虑到 000i i i o o o H H H Q Q Q Q Q Q =+??? =+???=+?? 代入①式得 (00()1 i i d H H Q Q dt A +?=+?- （2分） 即 (01 i i d H Q Q dt A ?=+?- ② 在0H 处展开成Taylor 级数，只取到线性项 H

工程化学试题及答案(分部分)

第一部分判断题(判断下列说法是否正确) 1、因为Q v= △ U , U是状态函数，所以Q v也是状态函数。 2、反应Cu(s)+2Ag +(aq)= Cu2+(aq)+2Ag(s) 在热力学标准状态，298.15K 时正向进行，说明 2 (Ag /Ag)> (Cu2 /Cu) 3、已知反应C ( s) +CO2(g)=2CO (g)的厶r H m°>0,不用计算，就可判断该反应高温能自发进行。 4、对某种物质，其熵值具有：S9m(g) > S9m(l) > S° m(s)。 5、向NH3?H2O中加入NH4CI，由于NH4+离子浓度增大，使平衡移动，结果增加了NH3?H2O的解离度a。 6、在20cm3, O.IOmol ? dm-3氨水溶液中加入10cm3, o.lOmol ? dm-3HcI，该混合溶液是缓冲溶液。 7、配离子[Zn(CN)]2的K不稳=2.0X1O47【Zn(NH)4|2的K，不稳=3.84< 10。，两者相比【Zn(NH)42更稳定。 & AgCl 的K sp=1.77 x 10-10，Ag2CrO4 的K sp=1.12x 10-12，因为Ag2CrO4 的K sp更小，所以Ag2CrO4 更难溶。 9、将(MnO2/Mn2+) =1.208V ，(I2/I－) =0.535V 这组电对组成原电池时，则该原电池的标准电 动势E9 = 0.673V。 10、电子具有波粒二象性，其它微观粒子也具有波粒二象性。 11、配离子[Ag(CN) 2「的K 9不? = 7.94 x 10-22，配离子[Ag(NH 3)2]+ 的K 9不? = 8.93 x 10-8，两者相比，[Ag(NH 3)2]+更稳定。 12、在20cm3, 0.10mol ? dm-3氨水溶液中加入10cm3, 0.10mol ? dm-3HCl，该混合溶液是缓冲溶液。 13、在定温定压下，下列两化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同值。 H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) 2H2(g)＋O2(g)=2H 2O(l) 14、当主量子数n = 2时，其角量子数l可取两个值，即0，1。 15、一切放热反应都是自发反应。 16、通常情况下，所有物质的标准熵都大于零。 17、弱电解质的解离度与其浓度成反比。 18、化学反应速度通常随时间而减小。 19、某反应△ G的负值很大，表明反应趋势很大，也表明反应速率很大。 20、催化剂是影响化学平衡的重要因素。 21、化学方程式中各反应物浓度指数之和称为反应级数。 22、按溶度积规则，Q

初三化学推断题专项练习(含答案)54594

初三化学——推断题专题复习衡 一、考点、热点回顾 1、固体物质的颜色 A 白色固体：氧化钙CaO 、氢氧化钙Ca(OH)2、碳酸钠Na2CO3、碳酸钙CaCO3、 氢氧化钠NaOH、 B 黄色固体：硫粉S C 红色固体：红磷P、氧化铁Fe2O3、铜Cu D 蓝色固体：胆矾CuSO4.5H2O E黑色固体：木炭C、氧化铜CuO、二氧化锰MnO2、四氧化三铁Fe3O4、Fe F 绿色固体：碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3 G紫黑色固体：高锰酸钾KMnO4 H 无色固体：冰，干冰，金刚石 I 银白色固体：银，铁，镁，铝，汞等金属 2、生成沉淀的颜色 A 白色沉淀：不溶于水也不溶于稀硝酸：氯化银AgCl、硫酸钡BaSO4 不溶于水但溶于稀硝酸或稀盐酸：氢氧化镁Mg(OH)2、 碳酸钙CaCO3、碳酸钡BaCO3 B 红褐色沉淀：氢氧化铁Fe(OH)3 C 蓝色沉淀：氢氧化铜Cu(OH)2 3、溶液的颜色 A 蓝色溶液Cu2+：硫酸铜CuSO4、硝酸铜Cu(NO3)2 、氯化铜CuCl2等 B 黄色溶液Fe3+：氯化铁FeCl3、硫酸铁Fe2（SO4）3、硝酸铁Fe(NO3)3等 C 浅绿色溶液Fe2+：氯化亚铁FeCl2、硫酸亚铁FeSO4、硝酸亚铁Fe(NO3)2等 D无色液体：水，双氧水 E 紫红色溶液：高锰酸钾溶液 F 紫色溶液：石蕊溶液 4、气体的颜色 A 红棕色气体：二氧化氮 B 黄绿色气体：氯气 C无色气体：氧气，氮气，氢气，二氧化碳，一氧化碳，二氧化硫，氯化氢气体等大多数气体。 解题技巧：抓住题目的题眼进行突破，常见的题眼就是上述物质的颜色与状态，还有就是某些物质的制备原理

2020中国石油大学(华东)数据结构考研初试考试大纲

一、考试要求 1．理解数据结构、存储结构、算法、数据类型、抽象数据类型(ADT)等基本概念及它们之间的关系。2．掌握线性表、树、图等基本数据结构的ADT 定义以及基于不同存储方式（顺序、链式等）的实现，并能对占用存储空间情况和算法的时间复杂度进行分析。3．掌握典型的查找结构（静态表、搜索树、散列等）、查找算法的基本思想及性能分析。4．掌握内部排序（选择、插入、交换、归并等）的重要算法的基本思想、特点及性能分析。5．能够运用学习的数据结构及算法的知识和技能进行问题的分析与求解，即能对问题进行抽象建模，能熟练使用高级语言（C 或C++或JAVA 等）进行模型的具体实现（编程）。 二、考试内容 1．数据结构和算法的重要性（1）基本概念及它们之间的关系（2）各种存储结构的空间占用情况及映射逻辑关系的方式（3）算法的评价及对算法渐近时间复杂性的理解2．一般线性表（1）一般线性表ADT 的定义（2）线性表ADT 基于顺序存储的实现（存储方式、特点、重要操作的算法，下同）（3）线性表ADT 基于链式存储的实现（存储方式、特点、重要操作的算法，下同）3．特殊线性表（栈、队列、字符串、数组）（1）栈的特点及栈ADT 的定义（2）栈ADT 基于顺序存储的实现（3）栈ADT 基于链式存储的实现（4）栈ADT 的应用（表达式求值、递归处理、迷宫问题）（5）队列的特点及队列ADT

的定义（6）队列ADT 基于顺序存储的实现（7）队列ADT 基于链式存储的实现（8）队列ADT 的应用（广度遍历、资源分配问题）（9）字符串特点及串ADT 的定义（10）字符串ADT 基于顺序存储的实现（重点掌握经典的模式匹配算法：BF，KMP）（11）数组的特点及ADT 定义（12）数组ADT 基于顺序存储的实现（重点掌握多维数组的存储结构）（13）特殊矩阵的存储及操作实现（重点掌握分布有规律的特殊矩阵和分布无规律的稀疏矩阵如何高效存储及矩阵典型操作的实现）4．树与二叉树（1）二叉树的特点及ADT 定义（2）二叉树的重要性质及证明（3）二叉树基于顺序存储的实现（4）二叉树基于链式存储的实现（重点掌握重要操作：建立、遍历、求深度、计算叶子等等）（5）线索二叉树的基本概念（为什么加线索？如何记录线索？如何使用线索？）（6）建立（画）线索二叉树（7）树、森林的定义及特点（8）树的存储结构（重点掌握子女-兄弟表示）（9）树、森林与二叉树的相互转换（10）树和森林的遍历（11）哈夫曼（Huffman）树和哈夫曼编码的构造过程（12）二叉排序树的定义及建立（重点掌握结点的插入和删除的思想和过程）（13）平衡二叉树的定义及建立（平衡的目的？如何达到平衡？）（14）堆的定义及建立和调整（堆的构造和调整过程）5．图（1）图的基本概念及ADT 定义（2）图的ADT 的实现（存储方式及基本操作实现）①邻接矩阵存储（无向图、有向图、无向带权图、有向带权图）②邻接表存储（无向图、有向图、无向带权图、有向带权图）③各种存储方式下操作的算法实现（图的建立、遍历、插入边、删除边等）（3）图的遍历及生成树①

中国石油大学2011自动控制原理期中考试试题(答_案)

一、 简答题 （15分） 1. 反馈控制系统的基本组成有哪几部分？ 答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件 2. 控制系统正常工作的最基本要求是什么？ 答：稳定性、快速性、准确性 3. 什么是线性系统？线性系统的特征是什么？ 答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。 4. 控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？ 答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统 5. 控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？ 答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差. 二、 (12分)如图1所示单容水箱，A 为水箱的横截面积，i Q 为输入流量，o Q 为 输出流量，H 为水箱的实际液位， H Q o α=，α为流量系数。当输入流量和输出流量相等时，液位维持在0H 处，000H Q Q o i α==。 （1） 以i Q 为输入，以H 为输出，建立该单容水箱的非线性微分方程模型。（3 分） （2） 对（1）中非线性微分方程在0H 处进行线性化，求线性化微分方程，并 求单容水箱的传递函数。 （9分） 图1 解：（1）由物料平衡得下列方程 i o i dH A Q Q Q dt α =-=- H

单容水箱的非线性微分方程模型为 (1i dH Q dt A α=- ① （3分） （2）考虑到 000i i i o o o H H H Q Q Q Q Q Q =+??? =+???=+?? 代入①式得 (00 () 1i i d H H Q Q dt A α+?=+?- （2分） 即 (0 1i i d H Q Q dt A α?=+?- ② 将在0H 处展开成Taylor 级数，只取到线性项 H = （2分） 代入②，并考虑000H Q Q o i α==，得 1i d H Q H dt A ?? ?=?- ? ?? ? 整理得 1+ i d H H Q dt A ??= ? ③ （2分） ③即为所求的线性微分方程 在③两边取拉氏变换得 1+()()i s H s Q s A ??= ? （2分） 故其传递函数为 1 ()()() + i H s A G s Q s s = == （1分）

化学反应工程考试试卷及答案

一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （3）空间速度是指 ___________ ， 空间时间是指 __________。 （4）反应具有最佳温度曲线， 最佳温度曲线是指 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______ （7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、 及＿＿＿＿扩散等多种形式。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系： 外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。 （11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向， 可以分为和反应器。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用 反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主 要在，工业上可选用或反应器。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指

固体化学复习题答案

固体化学复习题 1．什么是固体化学？ 固体化学是研究固体物质的制备、组成、结构、性质和反应的化学分支学科。它是无机化学、固体物理、晶体结构和材料科学等多门学科的交叉领域，已成为当前无机化学学科中一个十分活跃的新兴分支学科。 2．固体化学的研究内容是什么？ (1) 固体中的缺陷平衡； (2) 固体中的扩散； (3) 固相化学反应。 3．按照材料的化学组成来分类，固体材料可以分成哪几类？ 金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。 4．按照材料的使用性能来分类，固体材料可以分成哪几类？ 结构材料：主要使用材料的力学性能； 功能材料：主要使用光、电、磁、热、声等功能特性。 5．按照材料组成的有序程度来分类，固体材料可以分成哪几类？ 晶态：固体具有长程有序的点阵结构，如氯化钠、硫化锌、砷 化锌等，其中的组成原子或基元是处于按一定格式空间 排列的状态。 非晶态：固体的结构类似液体，只在几个原子间距的量程范围内 或者说原子在短程处于有序状态，而长程范围原子的排 列没有一定的格式，如玻璃和许多聚合物。 6．按照材料中原子结合力本质来分类，固体材料可以分成哪几类？ 离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体、氢键晶体。 7．举例说明何谓共价晶体？何谓分子晶体？二者在电学性质上有什么本质的区别？ 共价晶体：组成原子之间靠共价键结合，键有方向性和饱和性，如硅、InSb、PbTe。 分子晶体: 组成分子之间靠范德华力结合，键能低。如Ar, H2、CO2。 8．简述石墨晶体中化学键的成键方式。 石墨晶体具有层状结构。每一层内的每个碳原子中的三个电子与邻近的三个碳原子以共价键结合，组成片状六角形的平面蜂巢结构，另一个价电子则为该层内所有碳原子所共有，形成金属键；层与层之间则以范德华力相互作用。因此，石墨晶体中既包含有共价键，又包含有金属键和范德华力，从而使得石墨表现出固体物质的多重性质：质地柔软光滑、容易磨碎、密度小、熔点高、不透明、有光泽和导电率高。 9．当今导致重大科学与技术进步的五大实验技术手段是什么？ 激光技术、核磁共振、同步辐射、质谱、超高压技术。 10.什么是组合化学？ 组合化学(Combinatorial Chemistry)特点为可以一次性成批量获得很大数量的类似化合物一化合物库（chemical library） 以供高通量筛选，寻找先导化合物。采用这种方法，可以大大增加寻找具有特殊功能新化合物的机会。 11．什么是软化学合成？

自动控制技术及应用

中国石油大学胜利学院自动控制技术及应用 姓名：赵文山 学号：201208036129 专业班级：2012级机械设计制造及其自动化一班 2013年11月10日

自动控制技术及应用 摘要：本文简要的介绍了自动控制技术，着重论述了自动控制系统及PID控制原理，并对自动控制技术在给水排水方面的应用进行简单的分析。 关键词——自动控制、控制原理、自动控制技术 引言：经济建设的腾飞，要靠科学技术的进步，要在短时间内把我国建设成为社会主义强国，就必须在生产、科研、管理诸方面尽快实现自动化。所谓自动化，就是用机器、仪表、仪器、电子计算机或其他自动化装置，代替人的大脑和手去参与各种活动。因为手动控制不如自动控制准确、可靠、快速，而且还不易消除主管误差。所以，自动控制技术得到了广泛应用。而在给水排水方面，自动控制的作用也是不小的，渐渐的取代人工控制，使得水厂和污水厂的工作更加便捷、有效。 一、自动控制技术 自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制是相对人工控制概念而言的。 自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。而这基础的结论是由诺伯特·维纳，鲁道夫·卡尔曼提出的。 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控