最新版0978《材料化学基础》网上作业与课程考试复习资料.docx

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最新版0978《材料化学基础》网上作业与课程考试复习资料

[0978]《材料化学基础》

第一章

[判断题]3、固相反应时，活化能越大，温度对反应速度的影响越小。

参考答案：

错误

[论述题]

6、为什么自蔓燃合成方法合成的材料纯度高。

参考答案：

6、答案要点：

自蔓燃合成方法从宏观上讲，原料不是被熔化而是被化合成金属间化合物，因此和坩埚之间不发生反应，杂质极少，材料纯度高。

[论述题]

1、什么是区域精炼？

参考答案：

1、什么是区域精炼？

利用溶液中析出固体的现象，使其中一种成分浓缩、富聚的方法叫做区域精炼。

[论述题]

2、什么是挥发精炼？

参考答案：

2、什么是挥发精炼？

液相和气相间的分配比随成分不同而不同，利用这一特性，可以去除杂质完成精炼，称之为挥发精炼。

[论述题]

3、什么是自蔓燃高温合成

参考答案：

3、什么是自蔓燃高温合成

自蔓燃高温合成又称燃烧合成，是近年来发展起来的一种材料合成新技术。

其特点是利用物质在合成时放出的大量热能自发地促进新物质的高温合成。

[论述题]

4、自蔓燃高温合成合成材料的优点？

参考答案：

4、自蔓燃高温合成合成材料的优点？

①由于在极高温度下可挥发性杂质的气化，一般合成的产物的纯度会很高；

②存在于材料中的高密度缺陷和非平衡组织归因于自蔓燃高温合成的高反应速度及高冷却速度，这导致反应产物更加活泼，并保持亚稳状态等等。

[论述题]

5、TiAl金属化合物的Ti和Al元素的熔点相差约1000℃，请结合自蔓燃合成法的工艺特点，说明该金属化合物的合成。

参考答案：

5、TiAl金属化合物的Ti和Al元素的熔点相差约1000℃，请结合自蔓燃合成法的工艺特点，说明该金属化合物的合成。

根据自蔓燃合成法的工艺特点，可以用粉末原料制造TiAl金属间化合物。

TiAl的自蔓燃合成方法从宏观上讲，原料不是被熔化而是被化合成金属间化合物，因此和坩埚之间不发生反应，杂质极少。

质地优良的TiAl金属间化合物，经过轻度烧结处理后，即可作为各种深加工用材。

[填空题]

3、金属的冶炼过程就是矿石的（    ）过程，所有还原过程都意味着要破坏金属与氧的结合。

参考答案：

3、金属的冶炼过程就是矿石的（还原）过程，所有还原过程都意味着要破坏金属与氧的结合。

[填空题]

2、TiAl的自蔓燃合成方法从宏观上讲，原料不是被（    ）而是被化合成金属间化合物，因此和坩埚之间不发生反应，杂质极少。

参考答案：

2、TiAl的自蔓燃合成方法从宏观上讲，原料不是被（熔化）而是被化合成金属间化合物，因此和坩埚之间不发生反应，杂质极少。

[填空题]

1、自蔓燃高温合成的材料保持着（    ）状态等等。

参考答案：

1、自蔓燃高温合成的材料保持着（亚稳）状态等等。

[判断题]6、利用溶液中析出固体的现象，使其中一种成分浓缩、富集的方法叫做挥发精炼。

参考答案：

错误

[判断题]5、液相和气相间的分配比随成分不同而不同，利用这一特性，可以去除杂质完成精炼，称之为挥发精炼。

参考答案：

正确

[判断题]4、利用溶液中析出固体的现象，使其中一种成分浓缩、富集的方法叫做区域精炼。

参考答案：

正确

[判断题]3、利用溶液中析出固体的现象，使其中一种成分浓缩、富集的方法叫做挥发精炼。

参考答案：

错误

[判断题]2、液相和气相间的分配比随成分不同而不同，利用这一特性，可以去除杂质完成精炼，称之为区域精炼。

参考答案：

错误

[判断题]1、自蔓燃合成方法从宏观上讲，原料不是被熔化而是被化合成金属间化合物，因此和坩埚之间不发生反应，杂质极少。

参考答案：

正确

第二章

[论述题]

1、什么是金属健氢化物？

参考答案：

1、什么是金属健氢化物？

生成金属键氢化物的是过渡族金属。

以金属键结合时，由氢带进来的电子被金属能带所容纳，从而形成金属和氢的合金。

这些氢化物呈现出金属性质，具有高导热性，高导电性和金属光泽。

[论述题]

2、金属-氢二元系氢化物的特征？

参考答案：

2、金属-氢二元系氢化物的特征？

金属氢化物一般有很宽的成分区域。

氢化物中的氢原子，有序地排列在某些特定的晶格间隙位置，即四面体间隙或八面体间隙位置，氢原子的规则排列和固溶体不同，由于这种规则排列，通常使对称性比原金属变差。

[论述题]

3、请说明储氢合金材料的主要应用价值。

参考答案：

3、请说明储氢合金材料的主要应用价值。

氢电池是近年来飞速发展的高科技产品，其特点是能量密度高，功率密度高，可高倍率充放电，循环寿命长以及无记忆效应，无污染，可免维护，使用安全，显示出广阔的应用前景，目前主要进行电动汽车用电池的开发。

金属氢化物热泵，具有适应温度范围大，可利用废热和太阳能，无机械运动部件等优点，成为氟利昂制冷机械的重要替代技术，也是储氢合金应用的一个重要方面。

[论述题]

4、什么是金属储氢材料？

参考答案：

4、什么是金属储氢材料？

在一定条件下本身能够吸收、储存和释放氢气的金属材料。

[论述题]

5、贮氢原理的理论？

参考答案：

5、贮氢原理的理论？

金属贮氢的原理在于这类材料中一个金属原子能与两个、三个甚至更多的氢原子结合，生成稳定的金属氢化物，同时放出热量。

再将其稍稍加热，氢化物又会发生分解，将吸收的氢释放出来，同时吸收热量。

[论述题]

6、请简述氢在金属表面的吸附特点。

参考答案：

6、请简述氢在金属表面的吸附特点。

氢在金属表面的吸附可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附是可逆的，具有低吸附热。

物理吸附是偶极矩，诱发偶极矩或多极矩产生的范德瓦尔斯力引起的吸附现象。

化学吸附大多缺乏可逆性，即呈现很大的滞后现象，并具有较高的吸附热。

化学吸附可定义为由于金属和被吸附物分子间发生了电子转移，属于离子键型吸附；或者金属和被吸附物分子间共用电子以分子或原子状态结合，则属于共价键型吸附。

此外还有两种键共同作用的混合型吸附。

[填空题]

5、金属氢化物一般有（   ）的成分区域。

参考答案：

5、金属氢化物一般有（很宽）的成分区域。

[填空题]

4、金属氢化物热泵，具有适应温度（    ）的特点。

参考答案：

4、金属氢化物热泵，具有适应温度范围（宽）的特点。

[填空题]

3、金属键氢化物是（   ）族金属。

参考答案：

3、金属键氢化物是（过渡）族金属。

[填空题]

2、金属贮氢后，将吸收的氢释放出来，同时会（   ）热量。

参考答案：

5、金属贮氢后，将吸收的氢释放出来，同时会（吸收）热量。

[填空题]

1、金属贮氢时要（   ）热量。

参考答案：

1、金属贮氢时要（放出）热量。

[判断题]3、氢在金属表面的物理吸附是不可逆的，具有低吸附热。

物理吸附是偶极矩，诱发偶极矩或多极矩产生的范德瓦尔斯力引起的吸附现象。

参考答案：

错误

[判断题]2、氢化物中的氢原子，有序地排列在某些特定的晶格间隙位置，即四面体间隙或八面体间隙位置，氢原子的规则排列和固溶体不同，由于这种规则排列，通常使对称性比原金属变好。

参考答案：

错误

[判断题]1、氢在金属表面的物理吸附是可逆的，具有低吸附热。

物理吸附是偶极矩，诱发偶极矩或多极矩产生的范德瓦尔斯力引起的吸附现象。

参考答案：

正确

第三章

[填空题]

7、氢电池的特点之一是（    ）记忆效应。

参考答案：

7、氢电池的特点之一是（无）记忆效应。

[填空题]

6、手表用的纽扣电池（    ）充电电池。

参考答案：

6、手表用的纽扣电池（不是）充电电池。

[填空题]

5、二次电池的电极材料如果使用的是金属或化合物，要求（     ）时能抑制产生氢或氧。

参考答案：

5、二次电池的电极材料如果使用的是金属或化合物，要求（充电）时能抑制产生氢或氧。

[填空题]

4、二次电池的电极材料如果使用的是金属或化合物，要求具有（   ）反应和阴极反应的可逆性。

参考答案：

4、二次电池的电极材料如果使用的是金属或化合物，要求具有（阳极）反应和阴极反应的可逆性。

[填空题]

3、碱性锰电池的钢制容器的钝化并（   ）阻滞电流。

参考答案：

3、碱性锰电池的钢制容器的钝化并（不）阻滞电流。

[填空题]

2、碱性锰电池的钢制容器，在电池环境中被（   ），因此腐蚀被抑制。

参考答案：

2、碱性锰电池的钢制容器，在电池环境中被（钝化），因此腐蚀被抑制。

[填空题]

1、碱性锰电池的（  ）极是钢制容器。

参考答案：

1、碱性锰电池的（正）极是钢制容器。

[论述题]

8、为什么碱性锰电池（简称碱性电池）不漏液。

参考答案：

8、答案要点：

在普通干电池中，通常用放置在中心轴上的石墨棒作正极集电体，而碱性锰电池中则用钢制的容器代替石墨棒。

由于钢在这种环境中被钝化，因此腐蚀被抑制，而且钢的钝化并不阻滞电流。

这就是碱性锰电池不漏液的主要原因。

[论述题]

7、为什么可以说燃料电池是个能量转换器。

参考答案：

7、答案要点：

燃料电池与一次电池及二次电池不同，它不是预先把还原剂和氧化剂物质全部储存在电池内，而是在工作时不断输入这两种物质，并把电极反应物排出去。

从这个意义上讲，燃料电池是个能量转换器。

[论述题]

1、一次电池？

参考答案：

1、一次电池：

使用后不能再充电复原而丢弃的电池，称为一次电池。

[论述题]

2、二次电池？

参考答案：

2、二次电池：

可充电的电池称为二次电池。

[论述题]

3、二次电池与一次电池不同？

参考答案：

3、二次电池与一次电池不同？

二次电池不要求有高能量密度，但其重要指标是放电特性和充电性能。

特别是作为电极材料使用的金属或化合物，要求具有阳极反应和阴极反应的可逆性，而且充电时能抑制产生氢或氧。

[论述题]

5、请简述燃料电池的基本原理。

参考答案：

5、请简述燃料电池的基本原理。

燃料电池与一次电池及二次电池不同，它不是预先把还原剂和氧化剂物质全部储存在电池内，而是在工作时不断输入这两种物质，并把电极反应物排出去。

从这个意义上讲，燃料电池是个能量转换器，它把能源中燃烧反应的化学能直接转换为电能，其特点是能量转换率高。

[论述题]

6、请写出密封型镍镉电池的正极和负极的电极反应：

参考答案：

6、请写出密封型镍镉电池的正极和负极的电极反应：

正极：

2NiOOH+2H2O+2e-→2Ni（OH）2+2OH-

负极：

Cd+2OH-→Cd（OH）2+2e-

[论述题]

4、燃料电池？

参考答案：

4、燃料电池？

燃料电池不是预先把还原剂和氧化剂物质全部储存在电池内，而是在工作时不断输入这两种物质，并把电极反应物排出去。

第四章

[论述题]

5、为什么XPS不能检测H和He元素。

参考答案：

5、答案要点：

XPS是用X射线光子激发原子的内层电子发生电离，产生光电子，这些内层能级的结合能对特定的元素具有特定的值，因此通过测定电子的结合能和谱峰强度，可鉴定除H和He之外的全部元素以及元素的定量分析，由于H和He元素没有内层能级，所以XPS不能检测H和He元素。

[填空题]

7、XPS是用X射线光子激发原子的内层电子发生电离，可鉴定除（   ）和He之外的全部元素以及元素的定量分析。

参考答案：

7、XPS是用X射线光子激发原子的内层电子发生电离，可鉴定除（H）和He之外的全部元素以及元素的定量分析。

[填空题]

6、应用表面分析方法时，需要保证表面的清洁和无（    ）。

参考答案：

6、应用表面分析方法时，需要保证表面的清洁和无（污染）。

[填空题]5、表面分析方法还可分析材料表面（    ）物种的结构、状态、组成等  

参考答案：

5、表面分析方法还可分析材料表面（吸附）物种的结构、状态、组成等

[填空题]

4、表面分析方法可以分析材料表面的原子与分子所处的（    ）。

参考答案：

4、表面分析方法可以分析材料表面的原子与分子所处的（状态）。

[填空题]

3、原子内层能级的（    ）能对特定的元素具有特定的值。

参考答案：

3、原子内层能级的（结合）能对特定的元素具有特定的值。

[填空题]

2、XPS是用X射线光子激发原子的（    ）电子发生电离。

参考答案：

2、XPS是用X射线光子激发原子的（内层）电子发生电离。

[填空题]

2、XPS是用X射线光子激发原子的（    ）电子发生电离。

参考答案：

2、XPS是用X射线光子激发原子的（内层）电子发生电离。

[填空题]

1、俄歇电子能谱的入射电子束或X射线使被测材料的（    ）内层能级电子电离。

参考答案：

1、俄歇电子能谱的入射电子束或X射线使被测材料的（原子）内层能级电子电离。

[论述题]

1、请简述俄歇电子能谱的基本机理。

参考答案：

1、请简述俄歇电子能谱的基本机理。

俄歇电子能谱的基本机理是：

入射电子束或X射线使原子内层能级电子电离，外层电子产生无辐射俄歇跃迁，发射俄歇电子，用电子能谱仪在真空中对它们进行探测。

[论述题]

2、为什么XPS不能检测H和He元素？

参考答案：

2、为什么XPS不能检测H和He元素？

XPS是用X射线光子激发原子的内层电子发生电离，产生光电子，这些内层能级的结合能对特定的元素具有特定的值，因此通过测定电子的结合能和谱峰强度，可鉴定除H和He（因为它们没有内层能级）之外的全部元素以及元素的定量分析。

[论述题]

3、表面分析方法的主要目的是？

参考答案：

3、表面分析方法的主要目的是？

表面分析方法的主要目的是确定表面的化学成分、结构和分布，原子与分子所处状态，以及吸附物种的结构、状态、组成等各种内容。

[论述题]

4、表面分析方法需要什么测试环境？

参考答案：

4、表面分析方法需要什么测试环境？

表面分析方法的应用，需要一个很好的环境，以保证表面的清洁和无污染。

测试样品往往必须进行表面净化处理，常经烘烤，并用锡纸包存。

测试时真空达到1.3×107-1.3×108Pa才有意义。

环境处理不好，真空达不到，可得出不同的结果。

第五章

[填空题]

9、在等离子体中，作为（   ）粒子的电子、离子和中性的气体原子、分子并存，并且在这些粒子之间进行着反复不断的相互碰撞。

参考答案：

9、在等离子体中，作为（带电）粒子的电子、离子和中性的气体原子、分子并存，并且在这些粒子之间进行着反复不断的相互碰撞。

[填空题]

8、光化学反应时，激发态分子M＊可能进行化学反应，或者通过（    ）的方式，或者通过与另外的粒子N结合的方式起反应。

参考答案：

8、光化学反应时，激发态分子M＊可能进行化学反应，或者通过（重排）的方式，或者通过与另外的粒子N结合的方式起反应。

[填空题]

7、等离子体化学气相沉积技术也适用于高分子材料的（     ）制备。

参考答案：

7、等离子体化学气相沉积技术也适用于高分子材料的（薄膜）制备。

[填空题]

6、等离子体化学气相沉积技术还适用材料的（     ）改性。

参考答案：

6、等离子体化学气相沉积技术还适用材料的（表面）改性。

[填空题]

5、等离子体化学气相沉积技术几乎适用于所有（    ）领域。

参考答案：

5、等离子体化学气相沉积技术几乎适用于所有（材料）领域。

[填空题]

4、光化学反应经过初级、次级过程后生成最终的、（    ）的产物。

参考答案：

4、光化学反应经过初级、次级过程后生成最终的、（稳定）的产物。

[填空题]

3、光化学反应时，在化学上包含有激发态分子，属于（   ）光化学过程。

参考答案：

3、光化学反应时，在化学上包含有激发态分子，属于（初级）光化学过程。

[填空题]

2、光化学反应过程之一是放出比所吸收的光能量（   ）的荧光或磷光。

参考答案：

2、光化学反应过程之一是放出比所吸收的光能量（还低）的荧光或磷光。

[填空题]

1、光化学反应过程之一是（   ）所吸收的光。

参考答案：

1、光化学反应过程之一是（放出）所吸收的光。

[论述题]

1、请写出光化学反应的过程顺序。

参考答案：

1、请写出光化学反应的过程顺序：

任何光化学变化都以一个分子M吸收一个光子而生成一个激发态的分子M＊开始

M+hv→M＊（吸收）（a）

激发态分子M＊现在可能进行化学反应，或者通过重排的方式，或者通过与另外的粒子N结合的方式起反应

M＊+N→P（b）

在化学上这个包含有激发态分子M＊的步骤（b），属于初级光化学过程。

此后产物P可能进行进一步的反应，称之为次级过程。

这些是暗反应，其结果是生成最终的、稳定的产物。

[论述题]

2、简述离子体。

参考答案：

2、简述离子体。

这种电离气体是有别于普通气体的一种新的物质聚集态。

按聚集态的顺序，列为物质的第四态。

无论部分电离还是完全电离，电离气体中的总数和负电荷总数在数值上总是相等的，故称为等离子体。

[论述题]

3、请说明等离子体化学气相沉积（PCVD）技术的主要应用价值。

参考答案：

3、请说明等离子体化学气相沉积（PCVD）技术的主要应用价值。

等离子体化学气相沉积技术几乎适用于所有材料领域，特别是电子材料、光学材料、能源材料、机械材料等各种无机新材料及高分子材料的薄膜制备和表面改性，显示出独特的功能和巨大的应用潜力，在许多领域己被作为主要的生产技术。

PCVD技术还广泛用于制作非晶态薄膜，如非晶态硅、非晶态锗、非晶态碳膜等。

尤其是非晶态硅膜，因其在太阳能电池方面的成功应用而特别引人注目。

PCVD技术还进一步为化合物半导体薄膜的研制开辟了广阔途径，如GaN，AIN，GaAs，SnO2，TiO2等许多在电子器件或光电子器件中有重要应用价值的功能材料薄膜正被越来越多地开发应用。

PCVD技术另一个十分活跃的应用领域是机械加工业。

例如，出于表面硬化或装饰目的常常需要在刀具、量具、模具、表壳等工件表面上沉积超硬耐磨涂层，可以大大提高零部件使用寿命。

[论述题]

4、请说明光化学反应的种类及其主要应用。

参考答案：

4、请说明光化学反应的种类及其主要应用。

（1）光化学反应的种类：

包括红外光的多光子吸收在内，吸收光而被激发的原子或分子处于非平衡状态，在经历下面的反应过程后移向平衡状态。

①放出所吸收的光，或者放出比所吸收的光能量还低的荧光或磷光，而恢复到基态。

②发不出射线而恢复到基态，吸收的能量作为分子内部振动能被消耗掉。

③分子间的能量迁移能够激发其他分子，即所谓光激活反应。

④激发分子之间反应，或者通过分解反应产生新的化合物。

（2）主要应用：

短波光源、光化学气相沉积（光CVD）、光激发蚀刻、激光制备超细扮、烧蚀等。

[论述题]

5、什么是等离子体的弹性碰撞和非弹性碰撞？

参考答案：

5、什么是等离子体的弹性碰撞和非弹性碰撞？

在等离子体中，作为带电粒子的电子、离子和中性的气体原子、分子并存，并且在这些粒子之间进行着反复不断的相互碰撞。

当粒子碰撞时，无论是哪个粒子的内能都没有改变时，称为弹性碰撞，而内能发生变化时，称为非弹性碰撞。

第六章

[论述题]

9、硅酸盐反应主要包括哪些热效应？

为什么可用溶解热数据来计算生成热？

参考答案：

9、答案要点：

系统在物理的或化学的等温过程中，所吸收或放出的热量总称为硅酸盐反应的热效应。

硅酸盐反应的热效应主要包括生成热、溶解热、相变热、水化热等。

生成热是指在反应温度和标准压力下，由最稳定状态的单质生成1摩尔化合物时的热效应称为该化合物的标准生成热。

溶解热是指1摩尔物质完全溶解在某种溶剂中的热效应，即为溶解热。

由于硅酸盐的生成热很难直接测定，因为从单质直接生成化合物相当困难，所以常常采用溶解热的数据来计算这一类反应的生成热。

[论述题]

8、影响固相反应的主要因素有哪些。

参考答案：

8、答案要点：

温度对固相反应速度的影响很大。

反应物颗粒越细反应速度越快。

凡是能促进反应物晶格活化的因素，均可促进固相反应的进行。

对于一个没有气相与液相参加的固相反应过程，由于压力加大导致相邻颗粒间平均距离缩小，接触面积增大，有利于反应的进行。

[填空题]

3、硅酸盐指的是（    ）、氧与其它化学元素结合而成的化合物的总称。

参考答案：

3、硅酸盐指的是（硅）、氧与其它化学元素结合而成的化合物的总称。

[填空题]

2、硅酸盐反应的生成热、熔化热、晶型转变热、水化热等可从（    ）物质和最终产物的溶解热之差来求得。

参考答案：

2、硅酸盐反应的生成热、熔化热、晶型转变热、水化热等可从（原始）物质和最终产物的溶解热之差来求得。

[填空题]

1、硅酸盐反应时，系统在物理的或化学的等温过程中，所（   ）或放出的热量总称为热效应。

参考答案：

1、硅酸盐反应时，系统在物理的或化学的等温过程中，所（吸收）或放出的热量总称为热效应。

[判断题]9、固相反应进行一阶段后，反应产物层加厚，扩散阻力增加，致使扩散速度减慢，此时反应过程的速度转由扩散速度控制。

参考答案：

正确

[判断题]8、固相反应时，由化学反应速度控制的阶段温度影响较小。

参考答案：

错误

[判断题]7、固相反应时，由于扩散活化能一般比化学反应活化能小，因此由扩散速度控制的阶段，温度对反应速度的影响相对较大。

参考答案：

错误

[判断题]6、固相反应时，活化能越大，温度对反应速度的影响越小。

参考答案：

错误

[判断题]5、固相反应时，对于一个没有气相与液相参加的固相反应过程，由于压力加大导致相邻颗粒间平均距离缩小，接触面积增大，有利于反应的进行，但加大到某一程度后，效果即不够明显。

参考答案：

正确

[判断题]4、固相反应时，温度对固相反应速度的影响很小。

参考答案：

错误

[判断题]3、物质与水相互作用生成水化物时的热效应，称为水化热。

各种物质的水化热差异很大，它与物质的本性以及结合的水分子数目无关。

参考答案：

错误

[判断题]2、硅酸盐反应在物理的或化学的等温过程中，所吸收或放出的热量总称为热效应。

参考答案：

正确

[判断题]1、固相反应时，凡是能促进反应物晶格活化的因素，均可促进固相反应的进行。

参考答案：

正确

[论述题]

1、请说明固相反应的反应速度控制过程、扩散速度控制过程、升华速度控制过程的基本概念。

参考答案：

1、请说明固相反应的反应速度控制过程、扩散速度控制过程、升华速度控制过程的基本概念。

（1）固相反应的化学反应速度控制过程

如果在某一固相反应中，化学反应速度最慢，则此时固相反应速度为化学反应速度所控制。

（2）