無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)綜合測(cè)試2

1、測(cè)試二一、名詞解釋（每小題3分，共15分）    1結(jié)構(gòu)弛豫    2陽離子交換容量    3本征擴(kuò)散    4非均態(tài)成核    5二次再結(jié)晶二、填空（每小題2分，共20分）    1常用的相平衡實(shí)驗(yàn)研究方法有_、_和_三種。    2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_，缺陷形成反應(yīng)式為_，屬

2、于_型非化學(xué)計(jì)量化合物，應(yīng)在_氣氛下形成。    3一種玻動(dòng)的摩爾組成為24molNa2O，12molAl2O3，64molSiO2，其四個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)為Z_，R_, X_, Y_，非橋氧百分?jǐn)?shù)X_。    4三種典型離子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分別為130爾格/cm2、900爾格/cm2、2500爾格/cm2，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)開。    5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

3、介質(zhì)中邊棱帶_電荷。    6某物質(zhì)在800°C時(shí)擴(kuò)散系數(shù)為1010cm2/s，在1200°C時(shí)為104cm2/s，則該物質(zhì)的擴(kuò)散活化能為_kJ/mol。    7固液相變時(shí)，非均態(tài)成核勢(shì)壘與接觸角q有關(guān)。當(dāng)q角分別為_、_和_時(shí)，（1）非均態(tài)成核勢(shì)壘與均態(tài)成核勢(shì)壘相等；（2）不存在非均態(tài)成核勢(shì)壘；（3）非均態(tài)成核勢(shì)壘為均態(tài)成核勢(shì)壘的一半。    8歸納起來，固相反應(yīng)中相界面上的化學(xué)反應(yīng)通常包括以下三個(gè)過程：_、_和_。   

4、 9燒結(jié)是基于粉體顆粒間的_，以及在_作用下的_而完成致密化過程。    10少量添加物能促進(jìn)燒結(jié)，其原因有四個(gè)：    （1）_（2）_    （3）_（4）_三、選擇（每小題2分，共20分）    1二元系統(tǒng)相圖中，液相線平坦，這表明       A. 隨溫度變化，液相量變化小       B. 隨溫度變

5、化，液相量變化大       C. 出現(xiàn)液相的溫度降低       D. 出現(xiàn)液相的溫度升高    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       A. 個(gè)            B. 個(gè)  

6、;           C. n個(gè)           D. 2n個(gè)    3螢石（CaF2）晶體結(jié)構(gòu)中，所有Ca2+作面立方密堆積，F(xiàn)填充       A. 全部四面體空隙        

7、                       B. 全部八面體空隙       C. 四面體空隙                  

8、;               D. 八面體空隙    4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        

9、             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                          

10、 D. 高聚體的數(shù)量減少    5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。&#

11、160;      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)    6粘土的許多性能與所吸附的陽離子種類有關(guān)。當(dāng)粘土吸附不同陽離子后，其性能的變化規(guī)律以箭頭（大®小）表示的是       A. 泥漿的穩(wěn)定性

12、0;                                  B. 泥漿的流動(dòng)性       C. 泥漿的濾水性       &#

13、160;                           D. 泥漿的電位    7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.SVSL<LV  &#

14、160;                              B. SVSL>LV       C. SV >SL       &#

15、160;                     D. SV <SL    8在不穩(wěn)定擴(kuò)散條件下，描述介質(zhì)中各點(diǎn)作為時(shí)間函數(shù)的擴(kuò)散物質(zhì)聚積過程的  菲克第二定理，其基本數(shù)學(xué)表達(dá)式為       A.     

16、60;                            B. J=       C.               

17、                    D.     9氣體通過玻璃的滲透率隨玻璃中以下物質(zhì)含量的增加而增加       A. 網(wǎng)絡(luò)形成離子   B. 網(wǎng)絡(luò)中間離子   C. 網(wǎng)絡(luò)改變離子      

18、    D. 雜質(zhì)離子    10以體積擴(kuò)散傳質(zhì)為主的燒結(jié)過程，燒結(jié)初期線收縮率與時(shí)間t的（  ）次方成正比       A.                   B.        

19、60;         C.                 D. 四、計(jì)算與問答（共45分）    1（5分）玻璃與金屬封接，為什么要預(yù)先在金屬表面作氧化處理，其作用如何？    2（5分）在組成為16Na2O·xB2O3·（84x）Si

20、O2的熔體中，當(dāng)x<15mol%時(shí)，增加B2O3的含量，使粘度增大；當(dāng)x>15mol%時(shí)，增加B2O3的含量，則反而會(huì)使粘度降低，請(qǐng)解釋原因。    3（5分）在注漿成型的泥漿中常搭配一些回坯泥（回坯泥中含有少量石膏屑CaSO4），結(jié)果使泥漿變稠，為什么？欲降低泥漿粘度應(yīng)采取什么措施？    4（10分）由A向B的液固相變中，單位體積自由焓變化DGV在1000時(shí)是100卡/cm3，在900時(shí)是500卡/cm3，設(shè)AB間的界面能為500爾格/cm2，求：    （1

21、）在900和1000時(shí)的臨界半徑；    （2）在1000時(shí)進(jìn)行相變時(shí)所需的能量。    5（10分）由SiO2和Al2O3粉反應(yīng)生成莫來石的過程是由擴(kuò)散控制的反應(yīng)，符合楊德方程，如果活化能為50千卡/mol，反應(yīng)在1400進(jìn)行1小時(shí)，只完成10，那么1500下進(jìn)行4小時(shí)，反應(yīng)將完成多少？為加快反應(yīng)進(jìn)程可采取哪些有效措施？（氣體常數(shù)R1.987卡/mol·k）    6（10分）如圖為ABC三元系統(tǒng)相圖，存在兩個(gè)化合物S1S2，（1）說明化合物S1與S2的性質(zhì)；（2

22、）劃分三角形，判斷各三元無變量點(diǎn)E、G、F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）寫出熔體M的固體混合物的的加熱過程表達(dá)式，并計(jì)算液相  成點(diǎn)剛要離開三元無變量點(diǎn)時(shí)和相  的百分含量（用線段表示）；（5）若熔體組成點(diǎn)在DABC內(nèi)，最后析晶產(chǎn)物能否同時(shí)獲得A、B、C，為什么？答案二一、名詞解釋（每小題3分，共15分）    1同質(zhì)多晶現(xiàn)象    化學(xué)組成相同的物質(zhì)，在不同的熱力學(xué)條件下結(jié)晶成結(jié)構(gòu)不同的晶體的現(xiàn)象。  &

23、#160; 2肖特基缺陷    正常格點(diǎn)上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置遷移到晶體的表面，在晶體內(nèi)正常格點(diǎn)上留下空位。    3結(jié)構(gòu)馳豫    熔體冷卻時(shí)，熔體內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)（原子、分子或離子）相應(yīng)位移重排進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，以達(dá)到對(duì)應(yīng)溫度下的平衡狀態(tài)，并放出能量。    4陽離子交換容量    表征離子交換能力的指標(biāo)，用pH7時(shí)l00克干粘土所吸附離子的毫克當(dāng)量數(shù)來表示。 &#

24、160;  5穩(wěn)定擴(kuò)散    擴(kuò)散物質(zhì)的濃度分布只隨位置變化，不隨時(shí)間變化的擴(kuò)散過程。二、填空（每小題2分，共20分）    1根據(jù)三元系統(tǒng)相圖上等溫線分布的疏密可以判斷液相面的徒勢(shì)。等溫線分布越密，說明液相面越  陡  ，則溫度變化時(shí)，液相量變化越   小   。    2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

25、  MgO  ；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  NaCl   和   立方ZnS    型結(jié)構(gòu)。   3MgAl2O4尖晶石結(jié)構(gòu)中，Mg2+填充的  四   空隙，Al3+填充   的   八  空隙，單位晶胞內(nèi)含有 &

26、#160; 8   個(gè)分子。   4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)。   5某單質(zhì)晶體的空位形成能為64kJ/mol，在1500°C時(shí)的空位

27、濃度為。   6在TiO2中引入高價(jià)氧化物V2O5形成置換型固溶體，其缺陷反應(yīng)方程式為，固溶體分子式為。   7一種玻璃的摩爾組成為24molNa2O，12molAl2O3，64molSiO2，其四個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)為Z  4  ，R  2.14  ，X  0.27  ，Y  3.73  。   8三種典型離子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分別為0.13J/m2、0.90J/m

28、2、2.50J/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>PbF2>CaF2    。   9比較下列幾種情況擴(kuò)散系數(shù)的大小：    （1）同一物質(zhì)在面心立方結(jié)構(gòu)晶體中  <  在體心立方結(jié)構(gòu)晶體中；    （2）同一物質(zhì)在晶體中  <  在同組成玻璃中；    （3）同一物質(zhì)在淬火玻

29、璃中  >  在退火玻璃中。   10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  正  電荷；在堿性介質(zhì)中邊棱帶  負(fù)  電荷。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    

30、0;               B. n條                  C. (n+1)條            D. 數(shù)目不定   

31、; 2硅磚與高鋁磚不能砌筑在一起，其原因是    A.  SiO2的熔點(diǎn)比Al2O3的熔點(diǎn)低    B.   SiO2中混入少量的Al2O3會(huì)導(dǎo)致SiO2的熔點(diǎn)降低    C.  莫來石的液相線比較平坦    D.  莫來石的熔點(diǎn)太低，不能用作耐火材料    3有M1X，M2X，M3Y三種離子化合物，離子半徑分別為rX0.181

32、nm，rY 0.13nm，rM10.095nm，rM20.169nm，rM30.034nm，這三個(gè)化合物正離子配位數(shù)大小順序的排列是       A. M2X>M1X>M3Y                            

33、;        B. M1X>M3Y>M2X       C. M2X>M3Y>M1X                              

34、;      D. M3Y>M2X>M1X    4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+                    &#

35、160;          B. 4個(gè)Ca2+, 2個(gè)Ti4+       C. 3個(gè)Ca2+, 3個(gè)Ti4+                           

36、60;     D. 6個(gè)Ca2+    5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               

37、60;              B. Al1.9948Ni0.005Cr0.0004O3       C. Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.9975                  &#

38、160;    D. Al1.9948Ni0.005Cr0.0002O3    6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. MO0.91                  

39、      B. M1.1O               C. MO0.89             D. MO1.1    7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)

40、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       C. 高聚體的數(shù)量增加                          

41、; D. 高聚體的數(shù)量減少    8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)?#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

42、.  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鍵削弱能力越強(qiáng)    9粘土的許多性能與所吸附的陽離子種類有關(guān)。當(dāng)粘土吸附下列不同陽離子后，H、Al3、Ba2、Sr2、Ca2、Mg2、NH3、K、Na、Li，其性能的變化規(guī)律是以箭頭（大®小）表示的是       A. 泥漿的穩(wěn)定性    

43、60;                              B. 泥漿的流動(dòng)性       C. 泥漿的濾水性         

44、60;                         D. 泥漿的電位    10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. SVSL<LV      &

45、#160;                   B. SVSL>LV     C. SV >SL                     

46、  D. SV <SL    11在不穩(wěn)定擴(kuò)散條件下，描述介質(zhì)中各點(diǎn)作為時(shí)間函數(shù)的擴(kuò)散物質(zhì)聚積過程的菲克第二定律，其基本數(shù)學(xué)表達(dá)式為       A.                          &

47、#160;       B. J=       C.                                  D. 四、

48、問答與計(jì)算（共45分）    1在組成為16Na2O·xB2O3·（84x）SiO2的熔體中，當(dāng)x<15mol%時(shí)，增加B2O3的含量，使粘度增大；當(dāng)x>15mol%時(shí)，增加B2O3的含量，則反而會(huì)使粘度降低，請(qǐng)解釋原因。（6分）     解： 為“硼反常現(xiàn)象”      2在注漿成型的泥漿中常搭配一些回坯泥（回坯泥中含有少量石膏屑CaSO4），結(jié)果使泥漿變稠，為什么？欲降低泥漿粘度應(yīng)采取什么措施？（7分）

49、0;   解：有CaSO4存在時(shí)，離子交換反應(yīng)為：使反應(yīng)不完全，泥漿變稠。欲降低泥漿粘度應(yīng)加入適量的BaCO3，離子交換反應(yīng)則為：    即離子交換反應(yīng)完全，形成流動(dòng)性好的Na粘土。    注意：BaCO3過多，形成Ba粘土，流動(dòng)性更差；          BaCO3過少，不能完全消除SO42的影響。    3氧化鋰（Li2O）屬反螢石結(jié)構(gòu)，其晶格常數(shù)a=0.379nm，離子半

50、徑rLi=0.068nm，rO2=0.134nm，（1）計(jì)算Li2O晶體的空間利用率；（2）計(jì)算Li2O晶體的密度；（3）若有5molSrO溶入Li2O中形成置換型固溶體，計(jì)算固溶體的密度（已知：原子量  Li  6.94  O  16.00  Sr  87.62）（10分）     解：    （1）空間利用率    （2）密度     （3）  

51、;  Li2-2xSrxO  x=0.05  Li1.9Sr0.05O    則：密度    4MgO 與Al2O3固相反應(yīng)生成MgAl2O4是由擴(kuò)散控制的加成反應(yīng)。（1）反應(yīng)時(shí)什么離子是擴(kuò)散離子，請(qǐng)寫出界面反應(yīng)方程；（2）若用過量的Al2O3粉包圍MgO球形顆粒，在實(shí)驗(yàn)溫度不變的情況下，3小時(shí)內(nèi)有30的MgO被反應(yīng)形成MgAl2O4，計(jì)算完全反應(yīng)所需要的時(shí)間。（3）為加快反應(yīng)進(jìn)程可采取哪些有效措施？（10分）    解：（1）Mg2、Al3是擴(kuò)散離子，界面反應(yīng)方程為：           3Mg24Al2O33MgAl2O42Al3           2Al34MgOMgAl2O43Mg2          （2）根據(jù)金斯特林格方程：