大学材料化学例题附答案.docx

1、大学材料化学例题附答案大学材料化学例题(附答案)大学材料化学一般在大三上学期开课，里面理解为主，计算为辅，记忆为原则。要多自己思考，多找资料解决答案，理解后并记忆，积少成多，才能入门；不要急于问老师，要自己解决，培养思维和自信，才能真正会应用，也许这是成为真正材料人的起步。题记注意：材料化学例题，每做一题，要从书上找到对应的知识点，最后把所有的考点和知识点串通一下，可以更好地理解和记忆这一本相关书籍。勤奋+记忆=理解+应用这一科目。注意理解和记忆，不要嫌麻烦，记忆和理解的多了，慢慢会融会贯通，就会变成大学化学专业里最简单的科目。例题1：1.材料是由物质构成的，因而物质就是材料。 2.材料是指用

2、来制造某些有形物体的基本物质。 3.按照化学组成，可以把材料分为三种基本类型（A）金属材料、硅酸盐、有机高分子材料（B）陶瓷材料、高分子材料、钢铁（C）有机高分子材料、金属材料、无机非金属材料（D）有机材料、无机非金属材料、金属材料 C4在四个量子数中，ms是确定体系角动量在磁场方向的分量（ml）。 5在四个量子数中，ml决定电子自旋的方向（ms）。 6在四个量子数中，n是第一量子数，它决定体系的能量。 7在四个量子数中，l是第二量子数，它决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性。 8原子中每个电子必须有独自一组四个量子数。n,l,ml,ms 9泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则是电子在原

3、子轨道中排列必须遵循的三个基本原则。10Na原子中11个电子的填充方式为1s22s22p53s2。1s22s22p63s1 11按照方框图，N原子中5个价电子的填充方式为 2s 2p12Cu原子的价电子数是_3_个。 13S原子的价电子数是5个。例题2：1.晶体物质的共同特点是都具有金属键。 2 .金属键既无方向性，也无饱和性。3. 共价键中两个成键电子的自旋方向必须相反。 1. 元素的电负性是指元素的原子在化合物中把电子引向自己的能力。 2. 两元素的电负性相等或接近，易形成离子键，不易形成共价键。 3. 两元素的电负性差较大，易形成离子键，不易形成共价键。 4. 离子键的基本特点是以离子而

4、不是以原子为结合单元。5. 范德华力既无方向性亦无饱和性，氢键有方向性但无饱和性。 6. 范德华力既无方向性亦无饱和性，氢键有方向性和饱和性。 7. 绝大多数金属均以金属键方式结合，它的基本特点是电子共有化。 11共价键既有饱和性又有方向性。 12两种元素电负性差值决定了混合键合中离子键的比例。 13范德华力包括取向力、色散力和氢键三种类型。 14原子的基本键合中不一定存在着电子交换。 15氢键具有方向性，但无饱和性。 16三种基本键合的结合强弱顺序为金属键离子键共价键。 17金属键是由众多原子最（及次）外层电子释放而形成的电子气形成的，因而具有最高的键能。 例题3：1随着两个原子间距离减小，

5、相互间的吸引力下降，排斥力增加。 2两个原子处于平衡间距时，键能最大，能量最高。 3同一周期中，原子共价半径随价电子数的增加而增加。 (C-0.771, N-0.70, O-0.66, F-0.64)4同一族中，原子共价半径随价电子到原子核的距离增加而减小。 5正离子的半径随离子价数的增加而减小。 6. 原子半径大小与其在晶体中配位数无关。 7. 所谓原子间的平衡距离或原子的平衡位置是吸引力与排斥力的合力最小的位置。 8. 共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。 ？ （只能是两个原子间）9离子化合物的配位数取决于离子最有效的堆积。 10在氧化物中，O2-的配位

6、数主要有4、6、12三种类型。 11金属原子的配位数越大，近邻的原子数越多，相互作用越强，原子半径越小。 12金属原子半径随配位数增加而增加。 13. 金属半径是原子间平衡间距的一半。（A），（B），（C），（D） A1当中心原子的杂化轨道为sp3dx2时，其配位原子的空间排列为（A）四方锥形 （B）三方双锥形 （C）八面体形 B2. 原子轨道杂化形成杂化轨道后，其轨道数目、空间分布和能级状态均发生改变。 3. 杂化轨道是原子不同轨道线性组合后的新原子轨道，而分子轨道则是不同原子轨道线性组合成的新轨道。 4轨道是由两个d轨道线性组合而成，它们是 （A）dx2、dx2 （B）dx2-y2、dx2

7、-y2 （C）dxy、dxy B5费米能级是对金属中自由电子能级填充状态的描述。 （T0K时）6费米能级是，在T0K时，金属原子中电子被填充的最高能级，以下能级全满，以上能级全空。 7按照费米分布函数，T0时，-，f（E）1/2 （A）EEF （B）EEF （C）EEF A8在固体的能带理论中，能带中最高能级与最低能级的能量差值即带宽，取决于聚集的原子数目。 9能带是许多原子聚集体中，由许多原子轨道组成的近似连续的能级带。 ？ （原子轨道裂分的分子轨道）10. 价带未填满（A）绝缘体，（B）导体，（C）半导体，（D） B8. 满带与空带重叠 （A）绝缘体，（B）半导体，（C）导体，（D） C9

8、. 满带与空带不重叠 （A）绝缘体，（B）导体，（C）半导体，（D）A，C10. 能带宽度与原子数目无关，仅取决于原子间距，间距大，带宽大。 （A），（B），（C），（D） B11. 原子数目越多，分裂成的能带宽度越大。 （A），（B），（C），（D） B12. 能带宽度与原子数目无关，仅取决于原子间距，间距小，带宽大。 （A），（B），（C），（D） A1. 具有一定有序结构的固态物质就是晶体。 2. 同一晶面族的晶面形状相同,面上原子密度相同，彼此相互平行。 3. 在实际应用的工业金属中都存在各向异性。 4. 空间点阵相同的晶体，它们的晶体结构不一定相同。 5. 空间点阵有种，它们每个点阵

9、都代表一个原子。 6. 如果空间点阵中的每一个阵点只代表一个原子时，则空间点阵与晶体点阵是同一概念。 7. 由液态转变为固态的过程称为凝固亦称结晶。 8. 在立方晶系中点阵（晶格）常数通常是指_。a) 最近的原子间距, （B） 晶胞棱边的长度, （C）棱边之间的夹角B9. 空间点阵中每个阵点周围具有等同的环境。 10. 空间点阵只可能有_种型式。（A）12，（B）14，（C）16，（D）18 B11. 空间点阵结构中只可能划分出_个晶系。（A）5，（B）6，（C）7，（D）8 C12. 晶格常数常用_表示。（A）a,b,c；（B）,；（C）a,b,c和,；（D）都不是 C13. 晶胞中原子占有

10、的体积分数称为 _。（A）配位数，（B）致密度，（C）点阵常数，（D）晶格常数 B例题4：1. fcc密排面的堆垛顺序是_。 （A）A BA B，（B）A BCD，（C）A BCA C2. fcc结构的致密度为_。（A）0.62，（B）0.68，（C）0.74，（D）0.82 C 3. fcc结构的配位数是_。（A）6，（B）8，（C）10，（D）12 D4. fcc晶胞中原子数为_。（A）6，（B）4，（C）3，（D）2 B5. fcc晶胞中原子的半径是_。 （A）21/2 a / 2， （B）21/2 a / 4， （C）31/2 a / 2， （D）31/2 a / 4 B 6. 以原子

11、半径R为单位，fcc晶体的点阵常数a是_。 （A）2 (2)1/2 R， （B）4 (2)1/2 R， （C）4 (3)1/2 R， （D）4 (3)1/2 R / 3 A7. bcc结构的致密度为_。（A）0.62，（B）0.68，（C）0.74，（D）0.82 B8. bcc结构的配位数是_。（A）6，（B）8，（C）10，（D）12 B9. bcc晶胞中原子数为_。（A）6，（B）4，（C）3，（D）2 D10. bcc晶胞中原子的半径是_。 （A）21/2 a / 2， （B）21/2 a / 4， （C）31/2 a / 4， （D）31/2 a / 2 C11. 以原子半径R为单位

12、，bcc晶体的点阵常数a是_。 （A）2 (2)1/2 R， （B）4 (2)1/2 R， （C）4 (3)1/2 R/2， （D）4 R / (3)1/2 D12. hcp密排面的堆垛顺序是_。 （A）A BA B，（B）A BCD，（C）A BCA A13. hcp结构的致密度为_。（A）0.82，（B）0.74，（C）0.68，（D）0.62 B 14. hcp 结构的配位数是_。（A）12，（B）10，（C）8，（D）6 A15. hcp晶胞中原子数为_。（A）3，（B）4，（C）5，（D）6 D 16. 在体心立方晶胞中，体心原子的坐标是_。 （A）1/2，1/2，0； （B）1/2

13、，0，1/2； （C）1/2，1/2，1/2； （D）0，1/2，1/2 C17. 在fcc晶胞中，八面体间隙中心的坐标是_。 （A）1/2，1/2，0； （B）1/2，0，1/2； （C）0，1/2，1/2； （D）1/2，1/2，1/2 D18. 每个面心立方晶胞有个原子。 19. 密排六方晶胞共有十七个原子。 例题5：1.下图为简单立方点阵晶胞，其中ABC面的指数是_。（A）（111），（B）（110），（C）（101），（D）（011） C1. 下图为简单立方点阵晶胞，其中ABCD面的指数是_。（A）（111），（B）（110），（C）（101），（D）（011） C 2. 下图为简单

14、立方点阵晶胞，AD的晶向指数是_。（A） ，（B）110，（C）101，（D）011 A3. 下图为简单立方点阵晶胞，A B的晶向指数是_。（A）111，（B）100，（C） ，（D）001 C 4. 下图为简单立方点阵晶胞，A C的晶向指数是_。（A）111，（B）110，（C）101，（D）010 D 5. 在下图的简单立方晶胞中，指数为（0 1 -1）的晶面是_。 （A）ADE，（B）CDE，（C）ACE，（D）CHFC =CEG (F为原点)，以F为原点若X轴为FB，则C正确。6. 在下图的简单立方晶胞中，指数为（1 1 -1）的晶面是_。（A）AFD，（B）ACH，（C）ACE，（D

15、）CHE BEGB 乘负号(-1,-1,1), 原点为D，由于是晶面族，X轴方向变，可 (1, 1, -1), 原点为F, BEG7. 在下图的简单立方晶胞中，_的晶向指数为1 1 -1。 （A）AF，（B）HA，（C）CE，（D）FD D8. 在下图的简单立方晶胞中，_的晶向指数为1 1 0。 （A）BG，（B）CH，（C）CE，（D）GE HAA ，F为原点可？ （ HA H为原点，A点坐标为 1，-1，0） 也可是 GB, G点为原点，B点坐标为 1，-1，0 )9. 在简单立方晶胞中画出的(1-2 1)晶面为_。（A）BGN，（B）BEM，（C）CFM，（D）AFN C10. 在简单立

16、方晶胞中画出的2 2 -1晶向为_。（A）OS，（B）BR，（C）OR，（D）GSB 11. 在简单立方晶胞中画出的2 1 0晶向为_。（A）BS，（B）BR，（C）BQ，（D）BTA12. 在简单立方晶胞中画出的0 2 -1晶向为_。（A）BR，（B）BS，（C）BQ，（D）BTD13. 画出立方晶胞中具有下列指数（111）的晶面和指数111 的晶向，可以发现它们彼此_。(A)平行，（B）垂直，（C）既不平行也不垂直，（D） B 14. 晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的互质整数比来表示。 改正：晶面在晶轴上截距倒数的互质整数比15. 晶面指数较高的晶面通常具有_的原子密度排列。 （A）较高，

17、 （B）较低，（C）居中 B1. 原子排列最密的晶面，其面间距_。 a) 最小， （B）最大， （C）居中B 2. 在fcc和bcc结构中，一切相邻的平行晶面间的距离可用公式：d = a /(h2+k2+l2)1/2 3. 晶面间距公式d=a/(h2+k2+l2)1/2适用于_的一切晶面（h，k，l为密勒指数）。（A）立方晶系所包含的三种点阵, （B）立方和四方所包含的各种点阵, （C）简单立方点阵 C4. 若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度,原子半径都最小。 5. 面心立方与密排六方晶体结构，其致密度、配位数、间隙大小都是相同的,密排面上的堆垛顺序也是相同的。 6. 在下列堆积方式

18、中，属于最紧密堆积的是_。 (A) 体心立方， (B) 面心立方， (C) 简单立方， (D) B7. 在下列堆积方式中，属于最紧密堆积的是_。 (A) 简单立方， (B) 体心立方， (C) 密排六方， (D) C8. 氯化钠具有面心立方结构，其晶胞分子数是_。 (A) 5 ，(B) 6 ， (C) 4 ， (D) 8 C9. Al为面心立方结构，其点阵常数为0.4049nm，其晶胞中原子体积是_。(A)0.04912 nm3，(B)0.06638 nm3，(C)0.04514 nm3，(D)0.05032 nm3 A10. Al的点阵常数为0.4049nm，其晶胞中原子体积是0.04912

19、 nm3，其结构为_。(A) 密排六方，(B) 体心立方，(C) 面心立方，(D)简单立方 C11. Al为面心立方结构，晶胞中原子体积是0.04912 nm3，其点阵常数为_。(A)0.3825 nm，(B)0.6634 nm，(C) 0.4523 nm，(D) 0.4049nm D1. 面心立方结构每个晶胞中八面体间隙数为_。 （A）4， （B）8， （C）2， （D）1 A2. 面心立方结构每个晶胞中四面体间隙数为_。 （A）2， （B）4， （C）6， （D）8 D3. 面心立方结构每个原子平均形成的八面体间隙数为_。 （A）4， （B）3， （C）2， （D）1 D4. 面心立方结构

20、每个原子平均形成的四面体间隙数为_。 （A）4， （B）3， （C）2， （D）1 C5. 体心立方结构每个晶胞中八面体间隙数为_。 （A）4， （B）6， （C）8， （D）12 B 6. 体心立方结构每个晶胞中四面体间隙数为_。 （A）4， （B）6， （C）8， （D）12 D7. 体心立方结构每个原子平均形成的八面体间隙数为_。 （A）1， （B）2， （C）3， （D）4 C8. 体心立方结构每个原子平均形成的四面体间隙数为_。 （A）4， （B）6， （C）8， （D）12 B9. 每一个面心立方晶胞中有八面体间隙m个，四面体间隙n个，其中：（A）m=4，n=8, （B） m=6，

21、n=8, （C） m=2，n=4 （D）m=4，n=12 A10. 每一个体心立方晶胞中有八面体间隙m个，四面体间隙n个，其中：（A）m=4，n=8, （B） m=6，n=8, （C） m=6，n=12 （D）m=8，n=12 C11. Fcc和bcc结构中的八面体间隙均为正八面体。 12. 面心立方结构的总间隙体积比体心立方小。 13. 等径球最紧密堆积时，四面体空隙的体积_八面体空隙的体积。 (A) 大于， (B) 等于， (C) 小于， (D) C例题6：1. 二元相图中三相平衡时温度恒定，而平衡三相成分可变。 2. 在二元相图中，LS1+ S2叫_转变。 （A）共晶，（B）共析，（C）

22、包晶 A3. 在二元相图中，SS1+ S2称为_转变。 （A）共晶，（B）共析，（C）包晶 B4. 在二元相图中，SLS1称为_转变。（A）共晶，（B）共析，（C）包晶 C5. 共晶线代表共晶反应温度其物理意义是_。（A） 无论何种成分的液相冷却至共晶温度就发生共晶反应, （B） 无论何种成分的液相冷却至共晶温度时，如剩余的液相具有共晶成分就发生共晶反应, ？表达不确切（C） 无论何种成分的液相冷却至共晶温度时，全部会变成具有共晶成分的液相而发生共晶反应 B A6. 共晶反应发生在三相平衡的水平线上,可利用杠杆定理计算相组成物与组织组成物相对量,所以杠杆定理也可以在三相平衡区使用。 共晶反应发

23、生在三相平衡点，不能用. ？7. 根据相律，二元系三相平衡时自由度为0，即表明三相反应是在恒温下进行,三个平衡相的成分也是相同的，不可改变。 8. 所谓相，即是系统中具有均匀成份而且性质相同并与其他部分有界面分开的部分。 9. 在界面两侧性质发生突然变化的是两个不同的相，否则是同一相。 10. 用杠杆规则进行过程量的计算，得到的是_。(A) 累积量 (B) 瞬时量 (C) (D) A 11. 等压条件下，二元合金中最大平衡相数为3。 12. 二元合金处于单相平衡时，自由度为2，这就是说温度变化时，成份随之变化。 13. 在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个

24、液相和一个气相。 改正：两个固相和一个液相。14. 相数即为系统内性质相同且均匀的部分的种类数。 （A），（B），（C），（D）A15. 自由度数是指相平衡系统中可独立改变而不引起相变的变量数。（A），（B），（C），（D） ? A 在一定范围内改变，故B1. 点缺陷表现有两种类型：（A）置换原子、晶格间隙；（B） 空位、间隙原子；（C）空位、晶格间隙 B2. 晶体中存在着许多点缺陷，例如_。 （A） 被激发的电子, （B）沉淀相粒子, （C）空位 C3. 柏格斯矢量是位错的符号，它代表_。（A） 位错线的方向, （B） 位错线的运动方向, （C） 晶体的滑移方向 B C，应为C4. 实际金属

25、中都存在着点缺陷,即使在热力学平衡状态下也是如此。 5. 柏格斯矢量就是滑移矢量。 6. 位错线的运动方向总是垂直于位错线。 去掉 ?该题有问题7. 空间点阵有种，它们每个点阵都代表一个原子。 8. 刃型位错线与其柏氏矢量平行，且其运动方向垂直于该柏氏矢量，螺型位错线与其柏氏矢量垂直，且运动方向平行于该柏氏矢量。 9. 刃型位错的柏氏矢量与位错线平行，螺型位错的柏氏矢量与位错线垂直。 10. 晶体中的热缺陷的浓度随温度的升高而_。 (A) 增加， (B) 不变， (C) 降低， (D) A11. 属于晶体中的热缺陷有_。 (A)空位， (B) 非化学计量缺陷， (C) 杂质缺陷， (D)12.

26、 替代式固溶体中，d溶质d溶剂。 13. 间隙式固溶体中，d溶质/d溶剂0.59。 1. 扩散是原子在固体物质内部无规的运动产生定向迁移的过程。 ？2. 扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。 改正： 扩散也可以从低浓度向高浓度进行。(从自由能考虑)3. 扩散系数一般表示为D=D0Exp(-Q/RT),显然扩散激活能与扩散系数呈正比,Q值愈大,D值愈大。 ？ 不是正比4. 最常见的扩散机理是_。 (A)间隙扩散， (B) 空位扩散， (C) 易位扩散， (D) B5. 一般说来，扩散系数越大扩散通量也越大。 ？还有浓度差，（按照Fick第一定律，该表述应是正

27、确的）6. 菲克第一定律只适用于稳态扩散，而菲克第二定律只适用于非稳态扩散。 ？（按照教材的内容，该表述应是正确的）7. 稳态扩散就是指扩散通量不随时间变化仅随距离变化的扩散。 8. 扩散通量是指单位时间通过任意单位面积的物质量。 9. 金属的自扩散的激活能应等于_。（A） 空位的形成能与迁移能的总和， （B） 空位的形成能， （C） 空位的迁移能 A10. 伴有浓度变化的扩散或者说与溶质浓度梯度有关的扩散被称为是_。 （A） 反应扩散, （B） 互扩散, （C）自扩散 B ？确实有问题，题目的目的不明确。去掉11. 在扩散过程中，原子的流量直接正比于_。（A）温度,（B）浓度梯度, （C）时间 B12. 原子越过能垒的激活能为Q，则扩散速率_。 （A） 随Q增加而减小, （B） 随Q增加而增加, （C） 与Q无关 A13. 当液体与固体的真实接触角大于90度时，粗糙度愈大，就愈_润湿。 (A)容易， (B) 不易， (C) ， (D) B14. 当液体与固体的真实接触角小于90度时，粗糙度愈大，就愈_润湿。 (A) 容易， (B) 不易， (C