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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_。 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
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,
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