無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)綜合測(cè)試3

1、測(cè)試三一、名詞解釋（每小題3分，共18分）    1同質(zhì)多晶現(xiàn)象    2靜電鍵強(qiáng)度    3非均態(tài)核化    4結(jié)構(gòu)馳豫    5重構(gòu)表面    6不一致熔融化合物二、填空（每小題2分，共20分）    1.        在O2作面心立方密堆積的

2、晶體中，為獲得穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，正離子將所有八面體空隙均填滿的晶體有_          _；填滿一半四面體空隙的晶體有_        _（請(qǐng)各舉一例）。它們分別屬于                 和_     &

3、#160;         型結(jié)構(gòu)。    2.        反尖晶石的表達(dá)式可寫(xiě)成            ，其中       填入      的四面體空隙， 

4、;        填充          的八面體空隙，單位結(jié)構(gòu)內(nèi)含有      個(gè)分子數(shù)。    3.        下列硅酸鹽晶體礦物：CaAl2Si2O8、KAl2AlSi3O10(OH)2、Be3Al2Si6O18、Ca2Mg5Si4O11(OH)2分別屬于 &

5、#160; 、   、   和   結(jié)構(gòu)。    4.        已知MgO晶體的肖特基缺陷生成能為6ev，則該晶體在1600時(shí)的空位濃度為_(kāi)。    5.        加ThF4到CaF2中形成間隙型固溶體，則缺陷反應(yīng)方程式為    

6、;            ，固溶體分子式為                。    6.        化合物TiO2X由于在組成上偏離化學(xué)計(jì)量而產(chǎn)生的晶格缺陷是_，屬于_型非化學(xué)計(jì)量化合物，應(yīng)在_氣氛下形成。 

7、;   7.        晶體線缺陷中，位錯(cuò)線與滑移方向平行的是           ，用符號(hào)          表示，產(chǎn)生原因?yàn)?#160;            &

8、#160;        。    8.        粘土粒子破鍵引起的荷電與介質(zhì)的pH值有關(guān)，高嶺土在酸性介質(zhì)中邊棱帶_電荷；在堿性介質(zhì)中邊棱帶_電荷。    9.         一種玻璃的摩爾組成為30molNa2O·10molAl2O3·60molSiO2，則

9、四個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為Z_，R_，X_，Y_。    10.    三種典型離子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分別為1.3×105J/m2、9.0×105J/m2、25.0×105J/m2，由此可以預(yù)計(jì)這三種化合物的表面雙電層厚度的大小次序?yàn)?#160;                   &#

10、160;         。三、選擇（每小題2分，共22分）    1   三元系統(tǒng)相圖中，若存在n條邊界曲線，則此系統(tǒng)相圖中能連接出的連結(jié)線數(shù)目必是       A. (n1)條           B. n條        &

11、#160; C. (n+1)條      D. 數(shù)目不定    2在n個(gè)球構(gòu)成的六方或面心立方最緊密堆積中，存在的八面體空隙數(shù)為       A. 個(gè)                 B. 個(gè)     

12、0;     C. n個(gè)           D. 2n個(gè)    3某離子分合物的正、負(fù)離子半徑在r/ r0.562，則正離子的配位數(shù)為       A. 3                 

13、0;  B. 4               C. 6            D. 8    4螢石（CaF2）晶體結(jié)構(gòu)中，所有Ca2+作面心立方密堆積，F(xiàn)填充       A. 全部四面體空隙    

14、;                     B. 全部八面體空隙       C. 四面體空隙                   

15、;        D. 八面體空隙    5鈣鈦礦(CaTiO3)結(jié)構(gòu)中，正、負(fù)離子配位數(shù)CaTiO=1266，其中與每個(gè)O2配位的正離子為       A. 4個(gè)Ti4+，2個(gè)Ca2+                   

16、60;        B. 4個(gè)Ca2+, 2個(gè)Ti4+       C. 3個(gè)Ca2+, 3個(gè)Ti4+                            D. 6個(gè)Ca2+&

17、#160;   6在Al2O3中摻入0.5mol%NiO和0.02mol%Cr2O3所制成的金黃色人造黃玉，經(jīng)分析認(rèn)為是形成了置換型固溶體，于是此人造黃玉的化學(xué)式可寫(xiě)成       A. Al1.9946Ni0.005Cr0.0002O2.9975                 B. Al1.9948Ni0.005Cr0.0004O3&

18、#160;      C. Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.9975                 D. Al1.9948Ni0.005Cr0.0002O3    7若有一個(gè)變價(jià)金屬氧化物MO，在還原性氣氛下形成缺氧型非化學(xué)計(jì)量化合物，金屬正離子M和氧離子數(shù)之比為M:O=1.11，則：其化學(xué)式為  

19、;     A. MO0.91                 B. M1.1O               C. MO0.89          &

20、#160;    D. MO1.1    8多種聚合程度不等的負(fù)離子團(tuán)同時(shí)并存而不是一種獨(dú)存，是硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程無(wú)序的實(shí)質(zhì)。當(dāng)熔體的組成不變時(shí)，熔體中各級(jí)聚合體的數(shù)量與溫度的關(guān)系是：溫度升高，       A. 高聚體的數(shù)量多于低聚體的數(shù)量            B. 高聚體的數(shù)量少于低聚體的數(shù)量  

21、60;    C. 高聚體的數(shù)量增加                                    D. 高聚體的數(shù)量減少    9在簡(jiǎn)單堿金屬硅酸鹽熔

22、體R2OSiO2中，正離子R+的含量對(duì)熔體的粘度頗具影響當(dāng)R2O含量較高，即O/Si比值較大時(shí)，降低粘度的次序?yàn)椋篕+>Na+>Li+，這是因?yàn)?#160;      A.  K2O引入的游離氧最多，則降低粘度的作用最大       B.   SiO4連接方式已接近島狀，四面體基本上靠RO鍵相連，R+半徑越大，RO鍵力越弱       C.  因

23、rLi+<rNa+<rk+，Li+極化能力最強(qiáng)       D.  SiO4間的SiO鍵是粘度的主要表征，R+半徑越小，對(duì)SiO鍵的削弱能力越強(qiáng)    10粘土的許多性能與所吸附的陽(yáng)離子種類有關(guān)。當(dāng)粘土吸附下列不同陽(yáng)離子后，其性能的變化規(guī)律以箭頭（大®?。┍硎镜氖荋、Al3、Ba2、Sr2、Ca2、Mg2、NH3、K、Na、Li       A. 泥漿的穩(wěn)定性   

24、                                B. 泥漿的流動(dòng)性       C. 泥漿的濾水性         

25、0;                         D. 泥漿的電位    11當(dāng)液體（L）與固體（S）相接觸，固體不被液體所潤(rùn)濕，則兩相的表面張力關(guān)系應(yīng)為       A.       

26、                            B.        C.               

27、                         D. 四、計(jì)算與問(wèn)答（共40分）    1（10分）氯化銫（CsCl）結(jié)構(gòu)中，已知離子半徑：Cs為0.182nm，Cl為0.155nm；原子量：Cs為132.91，Cl為35.45。1）請(qǐng)計(jì)算球狀離子所占據(jù)的空間分?jǐn)?shù)（即空間利用率）；2）CsCl晶體

28、的密度。假設(shè)Cs離子和Cl離子沿立方對(duì)角線接觸。    2（12分）圖1為Al2O3料漿電位和粘度與pH值的關(guān)系，請(qǐng)分析該實(shí)驗(yàn)結(jié)果并說(shuō)明在實(shí)際Al2O3陶瓷生產(chǎn)中的意義。圖1    3（18分）圖2為ABC三元系統(tǒng)相圖。（1）說(shuō)明化合物D1、D2和D3的性質(zhì)；（2）劃分副三角形，判斷各三元無(wú)變量點(diǎn)E、F、G、H、I的性質(zhì)，并寫(xiě)出相平衡方程；（3）用箭頭標(biāo)出DABC邊上及各界線上的溫降方向，并判斷各界線性質(zhì)；（4）寫(xiě)出組成為M熔體的析晶過(guò)程相平衡表達(dá)式，并計(jì)算液相組成點(diǎn)剛達(dá)到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)時(shí)所存在的各相的百分含量（用線段

29、表示）；（5）請(qǐng)畫(huà)出AB、BC、AC二元系統(tǒng)相圖，并注明各相區(qū)。圖2答案三一、名詞解釋（每小題3分，共18分）    1同質(zhì)多晶現(xiàn)象    【解】化學(xué)組成相同的物質(zhì)在不同熱力學(xué)條件下形成結(jié)構(gòu)不同晶體的現(xiàn)象。    2靜電鍵強(qiáng)度    【解】正離子的電價(jià)z+除其配位數(shù)n所得的商，即S=z+/n，式中S為靜電鍵強(qiáng)度。    3非均態(tài)核化    【解】又稱非本征成

30、核，依靠相界、晶界、或基質(zhì)的結(jié)構(gòu)缺陷等不均勻部位而成核的過(guò)程，其相界包括容器壁、氣泡、雜質(zhì)顆?；蛱砑游铮ňШ藙┑扰c基質(zhì)之間的界面，由于分相而來(lái)的界面以及空氣與基質(zhì)的界面（即表面）。    4結(jié)構(gòu)馳豫    【解】熔體內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）在冷卻到某一溫度時(shí)，結(jié)構(gòu)相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整或重排，以達(dá)該溫度時(shí)的平衡結(jié)構(gòu)，同時(shí)放出熱量。    5重構(gòu)表面    【解】指表面原子層在水平方向上的周期性不同于體內(nèi)，但垂直方向的層間距與體內(nèi)相同。

31、60;   6不一致熔融化合物    【解】一種不穩(wěn)定的化合物，加熱這種化合物到某一溫度便發(fā)生分解，分解產(chǎn)物是一種液相和另一種晶相，二者組成與原來(lái)化合物組成完全不同。二、填空（每小題2分，共20分）    1在O2作面心立方密堆積的晶體中，為獲得穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，正離子將所有八面體空隙均填滿的晶體有_CaO_；填滿一半四面體空隙的晶體有_BeO_（請(qǐng)各舉一例）。它們分別屬于  氯化鈉_和_閃鋅礦_型結(jié)構(gòu)。    2反尖晶石的表達(dá)式可寫(xiě)

32、成B（AB）O4，其中B3填入的四面體空隙，（AB）5填充的八面體空隙，單位結(jié)構(gòu)內(nèi)含有8個(gè)分子數(shù)。    3下列硅酸鹽晶體礦物：CaAl2Si2O8、KAl2AlSi3O10(OH)2、Be3Al2Si6O18、Ca2Mg5Si4O11(OH)2分別屬于_架狀_、_層狀_、_六節(jié)環(huán)_和_雙鏈_結(jié)構(gòu)。    4已知MgO晶體的肖特基缺陷生成能為6ev，則該晶體在1600時(shí)的空位濃度為 8×109 。    5加ThF4到CaF2中形成間隙型固溶體，

33、則缺陷反應(yīng)方程式為ThF4ThCa。+2FF+2Fi，固溶體分子式為 Ca1-xThxF2+2x 。    6化合物TiO2X由于在組成上偏離化學(xué)計(jì)量而產(chǎn)生的晶格缺陷是 O2-空位 ，屬于 缺氧型 型非化學(xué)計(jì)量化合物，應(yīng)在還原性氣氛下形成。    7晶體線缺陷中，位錯(cuò)線與滑移方向平行地的是螺位錯(cuò)。用符號(hào)“”和“”表示，產(chǎn)生原因?yàn)槭芗羟辛ψ饔谩?#160;   8粘土粒子破鍵引起的荷電與介質(zhì)的pH值有關(guān)，高嶺土在酸性介質(zhì)中邊棱帶

34、正電荷；在堿性介質(zhì)中邊棱帶負(fù)電荷。    9一種玻璃的摩爾組成為30molNa2O·10molAl2O3·60molSiO2，則四個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為Z4，R2.25，X0.5，Y3.5。    10三種典型離子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分別為1.3×105J/m2、9.0×105J/m2、25.0×105J/m2，由此可以預(yù)計(jì)這三種化合物的表面雙電層厚度的大小次序?yàn)?#160;   PbI2  >&#

35、160; PbF2  >  CaF2      三、選擇（每小題2分，共20分）    1三元系統(tǒng)相圖中，若存在n條邊界曲線，則此系統(tǒng)相圖中能連接出的連結(jié)線數(shù)目必是（B）       A. (n1)條          B. n條          C.

36、 (n+1)條          D. 數(shù)目不定    2在幾個(gè)球構(gòu)成的六方或面心立方最緊密堆積中，存在的八面體空隙數(shù)為（C）       A. 個(gè)                   B. 個(gè)  &

37、#160;                C. n個(gè)           D. 2n個(gè)    3某離子分合物的正、負(fù)離子半徑在r/ r0.573，則正離子的配位數(shù)為（C）       A. 3    

38、                      B. 4                          C. 6  &#

39、160;           D. 8    4螢石（CaF2）晶體結(jié)構(gòu)中，所有Ca2+作面心立方密堆積，F(xiàn)填充（A）       A. 全部四面體空隙                    

40、0;          B. 全部八面體空隙       C. 四面體空隙                              

41、60;    D. 八面體空隙    5鈣鈦礦(CaTiO3)結(jié)構(gòu)中，正、負(fù)離子配位數(shù)CaTiO=1266，其中與每個(gè)O2配位的正離子為（B）       A. 4個(gè)Ti4+，2個(gè)Ca2+                B. 4個(gè)Ca2+, 2個(gè)Ti4+     

42、60; C. 3個(gè)Ca2+, 3個(gè)Ti4+                D. 6個(gè)Ca2+    6在Al2O3中摻入0.5mol%NiO和0.02mol%Cr2O3所制成的金黃色人造黃玉，經(jīng)分析認(rèn)為是形成了置換型固溶體，于是此人造黃玉的化學(xué)式可寫(xiě)成（C）       A. Al1.9946Ni0.005Cr0.0002O2.9975 

43、       B. Al1.9948Ni0.005Cr0.0004O3       C. Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.9975                   D. Al1.9948Ni0.005Cr0.0002O3    

44、;7若有一個(gè)變價(jià)金屬氧化物MO，在還原性氣氛下形成缺氧型非化學(xué)計(jì)量化合物，金屬正離子M和氧離子數(shù)之比為M:O=1.11，則：其化學(xué)式為（A）       A. MO0.91                 B. M1.1O             &

45、#160;    C. MO0.89                        D. MO1.1    8多種聚合程度不等的負(fù)離子團(tuán)同時(shí)并存而不是一種獨(dú)存，是硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程無(wú)序的實(shí)質(zhì)。當(dāng)熔體的組成不變時(shí)，熔體中各級(jí)聚合體的數(shù)量與溫度的關(guān)系是：溫度升高（D）    

46、;    A. 高聚體的數(shù)量多于低聚體的數(shù)量      B. 高聚體的數(shù)量少于低聚體的數(shù)量        C. 高聚體的數(shù)量增加                 D. 高聚體的數(shù)量減少      &#

47、160;    9在簡(jiǎn)單堿金屬硅酸鹽熔體R2OSiO2中，正離子R+的含量對(duì)熔體的粘度頗具影響當(dāng)R2O含量較高，即O/Si比值較大時(shí)，降低粘度的次序?yàn)椋篕+>Na+>Li+，這是因?yàn)椋˙）        A.  K2O引入的游離氧最多，則降低粘度的作用最大        B.   SiO4連接方式已接近島狀，四面體基本上靠RO鍵相連，R+半徑越大，RO鍵力

48、越弱        C.  因rLi+<rNa+<rk+，Li+極化能力最強(qiáng)        D.  SiO4間的SiO鍵是粘度的主要表征，R+半徑越小，對(duì)SiO鍵的削弱能力越強(qiáng)    10粘土的許多性能與所吸附的陽(yáng)離子種類有關(guān)。當(dāng)粘土吸附下列不同陽(yáng)離子后，其性能的變化規(guī)律以箭頭（大®小）表示的是（C）H、Al3、Ba2、Sr2、Ca2、Mg2、NH3、K、

49、Na、Li       A. 泥漿的穩(wěn)定性                                   B. 泥漿的流動(dòng)性      

50、; C. 泥漿的濾水性                                   D. 泥漿的電位    11當(dāng)液體（L）與固體（S）相接觸，固體不被液體所潤(rùn)濕，則兩相的表面張力關(guān)系應(yīng)為（D） 

51、60;     A.                                   B.        C.   

52、                                         D. 四、計(jì)算與問(wèn)答（共40分）    1氯化銫（CsCl）結(jié)構(gòu)中，

53、已知離子半徑：Cs為0.182nm，Cl為0.155nm；原子量：Cs為132.91，Cl為35.45。1）請(qǐng)計(jì)算球狀離子所占據(jù)的空間分?jǐn)?shù)（即空間利用率）；2）CsCl晶體的密度。假設(shè)Cs離子和Cl離子沿立方對(duì)角線接觸。（10分）   【解】    2圖1為Al2O3料漿電位和粘度與pH值的關(guān)系，請(qǐng)分析該實(shí)驗(yàn)結(jié)果并說(shuō)明在實(shí)際Al2O3陶瓷生產(chǎn)中的意義。（12分）圖1    【解】從圖1可見(jiàn)，當(dāng)pH從115時(shí)，料漿電位出現(xiàn)兩次最大值。pH3時(shí)，電位183mV；pH12時(shí)，電位70.4mV。對(duì)應(yīng)于電位最大值時(shí)，料漿粘度最低。而且在酸性介質(zhì)中料漿粘度更低。    原因：Al2O3為水溶性兩性氧化物，在酸性介質(zhì)中例如加入HCl，