無機材料科學基礎綜合測試3

1、測試三一、名詞解釋（每小題3分，共18分）    1同質多晶現(xiàn)象    2靜電鍵強度    3非均態(tài)核化    4結構馳豫    5重構表面    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)定結構，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_        _（請各舉一例）。它們分別屬于                 和_     &

3、#160;         型結構。    2.        反尖晶石的表達式可寫成            ，其中       填入      的四面體空隙， 

4、;        填充          的八面體空隙，單位結構內含有      個分子數(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   結構。    4.        已知MgO晶體的肖特基缺陷生成能為6ev，則該晶體在1600時的空位濃度為_。    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計量而產(chǎn)生的晶格缺陷是_，屬于_型非化學計量化合物，應在_氣氛下形成。 

7、;   7.        晶體線缺陷中，位錯線與滑移方向平行的是           ，用符號          表示，產(chǎn)生原因為             &

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

9、四個基本結構參數(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，由此可以預計這三種化合物的表面雙電層厚度的大小次序為                    &#

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個球構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                 B. 個     

12、0;     C. n個           D. 2n個    3某離子分合物的正、負離子半徑在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）晶體結構中，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)結構中，正、負離子配位數(shù)CaTiO=1266，其中與每個O2配位的正離子為       A. 4個Ti4+，2個Ca2+                   

16、60;        B. 4個Ca2+, 2個Ti4+       C. 3個Ca2+, 3個Ti4+                            D. 6個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)分析認為是形成了置換型固溶體，于是此人造黃玉的化學式可寫成       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若有一個變價金屬氧化物MO，在還原性氣氛下形成缺氧型非化學計量化合物，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離子團同時并存而不是一種獨存，是硅酸鹽熔體結構遠程無序的實質。當熔體的組成不變時，熔體中各級聚合體的數(shù)量與溫度的關系是：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在簡單堿金屬硅酸鹽熔

22、體R2OSiO2中，正離子R+的含量對熔體的粘度頗具影響當R2O含量較高，即O/Si比值較大時，降低粘度的次序為：K+>Na+>Li+，這是因為       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       D.  SiO4間的SiO鍵是粘度的主要表征，R+半徑越小，對SiO鍵的削弱能力越強    10粘土的許多性能與所吸附的陽離子種類有關。當粘土吸附下列不同陽離子后，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. 泥漿的流動性       C. 泥漿的濾水性         

25、0;                         D. 泥漿的電位    11當液體（L）與固體（S）相接觸，固體不被液體所潤濕，則兩相的表面張力關系應為       A.       

26、                            B.        C.               

27、                         D. 四、計算與問答（共40分）    1（10分）氯化銫（CsCl）結構中，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）請計算球狀離子所占據(jù)的空間分數(shù)（即空間利用率）；2）CsCl晶體

28、的密度。假設Cs離子和Cl離子沿立方對角線接觸。    2（12分）圖1為Al2O3料漿電位和粘度與pH值的關系，請分析該實驗結果并說明在實際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）說明化合物D1、D2和D3的性質；（2）劃分副三角形，判斷各三元無變量點E、F、G、H、I的性質，并寫出相平衡方程；（3）用箭頭標出DABC邊上及各界線上的溫降方向，并判斷各界線性質；（4）寫出組成為M熔體的析晶過程相平衡表達式，并計算液相組成點剛達到結晶結束點時所存在的各相的百分含量（用線段

29、表示）；（5）請畫出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同質多晶現(xiàn)象    【解】化學組成相同的物質在不同熱力學條件下形成結構不同晶體的現(xiàn)象。    2靜電鍵強度    【解】正離子的電價z+除其配位數(shù)n所得的商，即S=z+/n，式中S為靜電鍵強度。    3非均態(tài)核化    【解】又稱非本征成

30、核，依靠相界、晶界、或基質的結構缺陷等不均勻部位而成核的過程，其相界包括容器壁、氣泡、雜質顆?；蛱砑游铮ňШ藙┑扰c基質之間的界面，由于分相而來的界面以及空氣與基質的界面（即表面）。    4結構馳豫    【解】熔體內的質點（原子、離子或分子）在冷卻到某一溫度時，結構相應進行調整或重排，以達該溫度時的平衡結構，同時放出熱量。    5重構表面    【解】指表面原子層在水平方向上的周期性不同于體內，但垂直方向的層間距與體內相同。

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)定結構，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_（請各舉一例）。它們分別屬于  氯化鈉_和_閃鋅礦_型結構。    2反尖晶石的表達式可寫

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，單位結構內含有8個分子數(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_結構。    4已知MgO晶體的肖特基缺陷生成能為6ev，則該晶體在1600時的空位濃度為 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計量而產(chǎn)生的晶格缺陷是 O2-空位 ，屬于 缺氧型 型非化學計量化合物，應在還原性氣氛下形成。    7晶體線缺陷中，位錯線與滑移方向平行地的是螺位錯。用符號“”和“”表示，產(chǎn)生原因為受剪切力作用。    8粘土粒子破鍵引起的荷電與介質的pH值有關，高嶺土在酸性介質中邊棱帶

34、正電荷；在堿性介質中邊棱帶負電荷。    9一種玻璃的摩爾組成為30molNa2O·10molAl2O3·60molSiO2，則四個基本結構參數(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，由此可以預計這三種化合物的表面雙電層厚度的大小次序為    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在幾個球構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                   B. 個  &

37、#160;                C. n個           D. 2n個    3某離子分合物的正、負離子半徑在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）晶體結構中，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)結構中，正、負離子配位數(shù)CaTiO=1266，其中與每個O2配位的正離子為（B）       A. 4個Ti4+，2個Ca2+                B. 4個Ca2+, 2個Ti4+     

42、60; C. 3個Ca2+, 3個Ti4+                D. 6個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)分析認為是形成了置換型固溶體，于是此人造黃玉的化學式可寫成（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若有一個變價金屬氧化物MO，在還原性氣氛下形成缺氧型非化學計量化合物，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離子團同時并存而不是一種獨存，是硅酸鹽熔體結構遠程無序的實質。當熔體的組成不變時，熔體中各級聚合體的數(shù)量與溫度的關系是：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在簡單堿金屬硅酸鹽熔體R2OSiO2中，正離子R+的含量對熔體的粘度頗具影響當R2O含量較高，即O/Si比值較大時，降低粘度的次序為：K+>Na+>Li+，這是因為（B）        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        D.  SiO4間的SiO鍵是粘度的主要表征，R+半徑越小，對SiO鍵的削弱能力越強    10粘土的許多性能與所吸附的陽離子種類有關。當粘土吸附下列不同陽離子后，其性能的變化規(guī)律以箭頭（大®?。┍硎镜氖牵–）H、Al3、Ba2、Sr2、Ca2、Mg2、NH3、K、

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

50、; C. 泥漿的濾水性                                   D. 泥漿的電位    11當液體（L）與固體（S）相接觸，固體不被液體所潤濕，則兩相的表面張力關系應為（D） 

51、60;     A.                                   B.        C.   

52、                                         D. 四、計算與問答（共40分）    1氯化銫（CsCl）結構中，

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）請計算球狀離子所占據(jù)的空間分數(shù)（即空間利用率）；2）CsCl晶體的密度。假設Cs離子和Cl離子沿立方對角線接觸。（10分）   【解】    2圖1為Al2O3料漿電位和粘度與pH值的關系，請分析該實驗結果并說明在實際Al2O3陶瓷生產(chǎn)中的意義。（12分）圖1    【解】從圖1可見，當pH從115時，料漿電位出現(xiàn)兩次最大值。pH3時，電位183mV；pH12時，電位70.4mV。對應于電位最大值時，料漿粘度最低。而且在酸性介質中料漿粘度更低。    原因：Al2O3為水溶性兩性氧化物，在酸性介質中例如加入HCl，