材料化学15
材料化学的课程设计
材料化学的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握材料化学的基本概念、材料的组成和结构、材料的制备和性能等方面的知识。
具体包括：1.知识目标：（1）了解材料化学的基本概念和研究内容；（2）掌握材料的组成和结构，包括元素、化合物、高分子等；（3）了解材料的制备方法，如合成、提取、加工等；（4）理解材料的性能，包括物理性能、化学性能、生物性能等。
2.技能目标：（1）能够运用材料化学的基本概念和知识分析实际问题；（2）能够查阅相关资料，了解材料化学的最新研究动态；（3）具备一定的实验操作能力，能够进行材料制备和性能测试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对材料化学学科的兴趣和好奇心；（2）培养学生热爱科学、追求真理的精神风貌；（3）使学生认识到材料化学在生活和生产中的重要地位，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个方面：1.材料化学的基本概念：介绍材料化学的定义、研究对象和内容；2.材料的组成和结构：讲述元素、化合物、高分子等的基本概念和特点；3.材料的制备方法：介绍常见的材料制备方法，如合成、提取、加工等；4.材料的性能：讲解物理性能、化学性能、生物性能等概念及其表现。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解材料化学的基本概念、材料的组成和结构、材料的制备方法和性能等方面的知识；2.讨论法：学生就材料化学在生活和生产中的应用进行讨论，培养学生的实际应用能力；3.案例分析法：分析具体案例，使学生更好地理解材料化学的知识；4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行材料制备和性能测试，提高学生的实验操作能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识视野；3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观地展示材料化学的知识点；4.实验设备：准备实验所需的仪器和设备，确保实验教学的顺利进行。
常用金属材料化学成分及机械性能
255 245 280 280 295 235 235 235 295 295 177 177 175 177 177 175 205 205 205 205 205 205
21 19 20 20 22 21 21 21 19 19 40 40 35 40 40 35 40 40 35 40 40 35 187 187 187 187 187 187 187 187 170 179
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.3-2 1.3-2 1 0.15-0.5 0.2-0.6 0.2-0.55 0.15-0.5 0.2-0.55
0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 0.04 0.03 0.025 0.03
0.4-0.55 0.4-0.55 0.45-0.6 0.45-0.6 2-3 2-3 2-3
15CrMoR GB6654 00Cr17Ni1 GB1220 4Mo2 00Cr17Ni1 GB4237 4Mo2 00Cr17Ni1 GB/T14976 4Mo2 00Cr19Ni1 GB1220 0 00Cr19Ni1 GB4237 0 00Cr19Ni1 GB/T14976 0 0Cr17Ni12 GB1220 Mo2 0Cr17Ni12 GB4237 Mo2 0Cr17Ni12 GB/T14976 Mo2 奥氏 GB1220 体不 0Cr18Ni9 锈钢 0Cr18Ni9 GB4237 0Cr18Ni9 GB/T14976
Akv J:35 Akv J:31 ak J/cm2： 48 Akv J:35 ψ %：60； Aku2 J:94 ak J/cm2： 59 Aku J:47 Akv J:35 Akv J:31 Akv J:35 ψ %:60
材料化学导论练习与思考题
《材料化学导论》练习与思考题第一章 绪论1. 讨论新材料与材料加工新技术的出现对现代工业的影响。
2. 举例说明新材料如何引导科技进步。
3. 列举几种你常见到过的和心目中的复合材料。
4. 列举几种正处于发展期的新材料。
5. 简述材料的不同分类方法。
6. 何谓航天高聚物?试举例说明之。
7. 我国在东汉制造出了（），她是中国文化的象征，极大地促进了世界文明。
（A）陶瓷（B）瓷器（C）青铜器（D）丝绸8. 从我国河南商遗址出土的司母戊鼎重8750N，是世界上最古老的大型（）。
（A）石器（B）瓷器（C）青铜器（D）铁器9. 工程材料一般可分为（）等四大类。
（A）金属、陶瓷、塑料、复合材料（B）金属、陶瓷、塑料、非金属材料（C）钢、陶瓷、塑料、复合材料（D）金属、陶瓷、高分子材料、复合材料判断题：10. 金属材料韧性好，应用广泛，是重要的工程材料。
（）11. 材料的加工性能有铸造性、压力加工性、焊接性、热处理性能、切削性能、硬度、强度等。
（）第二章 晶体学基础1. 为什么14种种点阵型式中有正交底心，而无四方底心，也没有立方底心型式？2. 0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？3. 方向为[111]的直线通过1/2，0，1/2点，则在此直线上的另外两点的坐标是什么？4. 画出立方晶系中下列晶面和晶向：（010），（011），（111），（231），（321）；[010]，[011]，[111]，[231]，[321]。
5. 在六方晶体中，绘出常见晶面：（1120），（0110），（1012），（1100），（1012）。
6. (a)在立方体系中，[100]方向和[211]方向的夹角是多少？(b)[011]方向和[111]方向的夹角是多少？7. 一平面与晶体两轴的截距为a=0.5,b=0.75,并且与Z轴平行，则此平面的米勒指标是什么？8. 一平面与三轴的截距为a=1,b=-2/3,c=2/3, 则此平面的米勒指标是什么？9. 立方晶体中的[001]方向是（）（A）二次对称轴（B）四次对称轴（C）六次对称轴10. 晶体的特性是（）（A）有确定的熔点，无各向异性；（B）有确定的熔点，有各向异性；（B）无确定的熔点，有各向异性；（D）无确定的熔点，无各向异性；11. 名词解释：（1）点群和空间群；（2）空间格子和晶胞第三章金属材料1. 当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？若(按K+半径不变) 求负离子半径。
材料化学-缺陷化学
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基质原子 杂质原子 间隙式
取代式
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带电缺陷
带电缺陷一般在缺陷符号的右上角标明所带 的有效电荷数.
“X”表示缺陷是中性的， “·”表示缺陷带有正电荷， “′”表示缺陷带有负电荷。 一个缺陷总共带有几个单位的电荷，则用几 个这样的符号。
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点缺陷名称
中性 点缺陷所带有效电荷 ·正电荷
负电荷 缺陷在晶体中所占的格点
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• 若在HCl气氛中焙烧ZnS时，晶体中将产生Zn2+离子空位和 C1－离子取代S2－离子的杂质缺陷，这两种缺陷则可分别 用符号VZn和ClS•来表示。又如在SiC中，当用N5＋取代C4 ＋时，生成的缺陷可表示为NC•。在Si中，当B3+取代Si4+时， 生成的缺陷可用符号BSi表示。
5
2、无机材料中的缺陷化学与功能陶瓷
6
缺陷的来源
① 热缺陷：在高于绝对温度零度时，晶格离子（原子或离
子）的热运动导致生成点缺陷，缺陷浓度与缺陷的 形成能有关。缺陷形成能越低，缺陷浓度越大。
② 掺杂缺陷：由于存在杂质或者掺杂剂，当形成固溶体时，
造成晶格结点上分布粒子的差异。缺陷浓度与杂 质或掺杂剂浓度有关。
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表3-1 化学缺陷符号
化学缺陷符号
VM Mi XM MX (VMVX)或(MiXi) LM SX e’ h.
含义 金属离子空位 金属离子处在晶格间隙 非金属阴离子处在金属阳离子位置上 金属阳离子处在非金属阴离子位置上 缺陷缔合 引入的溶质L处在金属离子的位置上 引入的溶质S处在非金属离子的位置上 电子 空穴
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）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，m s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，m l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子轨道中排列必须遵循的三个基本原则。
√10．Na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 2p×12．Cu原子的价电子数是___3___个。
×13．S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。
新教材2023版高中化学课时作业15烃及有机高分子材料新人教版必修第二册
课时作业15 烃及有机高分子材料[学业达标]1．下列关于烃的说法正确的是( )A．烃是指仅含有碳和氢两种元素的有机物B．烃是指分子里含碳元素的化合物C．烃是指发生燃烧反应后生成二氧化碳和水的有机物D．烃是指含有碳和氢两种元素的化合物2．下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是( )A．有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应制得的B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复C．对于一种高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类3．PVC是聚氯乙烯的英文缩写，为保证PVC塑料制品的性能，通常需要加入多种有机助剂。
下列选项中的事实均能支持“PVC保鲜膜对人体健康带来危害”的是( )①PVC塑料属于高分子材料②使用的有机助剂有毒③含氯的化合物不一定有毒④在高温下会分解出有害物质A．①② B．③④C．②④ D．①③4．(双选)科学家对探测器发回的数据进行了分析，发现土卫六的大气层中含有95%的氮气，剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。
下列关于碳氢化合物的叙述正确的是( ) A．碳氢化合物的通式为C n H2n＋2B．燃烧产物为二氧化碳和水的化合物可能是碳氢化合物C.有些烷烃在光照下不能与氯气发生取代反应D．碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数5．烃在自然界中广泛存在。
下列对烃的分类不正确的是( )A．CH4、CH2===CH2、CH2===CHCH===CH2均属于饱和烃B．CH3CH2CH3、CH3CH===CH2、CH3CH===CHCH2CH===CH2均属于链状烃C．CH3CH3、、C18H38均属于饱和烃D．均属于芳香烃6．(双选)物质的构成有很多奥秘，人们用不同的化学用语来表示物质的构成。
下列化学用语错误的是( )A．四氯化碳的电子式：B．丙炔的分子式：C3H4C．乙烯的结构简式：CH2===CH2D．丙烷分子的充填模型：7．有关“苯宝宝”的表情包非常流行，如图：下列有关苯的说法错误的是( )A．苯分子结构中对位上的4个原子在一条直线上B．苯的结构简式可用表示，说明含有3个碳碳双键C．苯的一氯代物有1种D．苯是一种碳原子的价键远没有饱和的烃8．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则( ) A．分子中C、H、O原子的个数比为1∶2∶3B．分子中C、H原子的个数比为1∶2C．分子中可能含有氧原子D．此有机物的最简式为CH49．(双选)有机高分子材料在现实生活中有广泛应用。
环境化学材料答案
一、名词解释：1.气温垂直递减率：随高度升高气温的降低率为大气垂直递减率，通常用下式表示：γ=-DT ／dz,式中：T—热力学温度，K；Z—高度2.酸雨酸雨正式的名称是为酸性沉降，它可分为“，湿沉降”与“干沉降”两大类，前者指的是所有气状或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。
酸雨现象是大气化学过程和大气物理过程的综合效应。
酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。
3.光化学烟雾：含有氮氧化物和碳氢化合物等一次性污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象4.温室效应：大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。
5.湿沉降：湿沉降是指通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程。
它是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。
湿沉降也可分雨除和冲刷两种机制。
雨除是指一些颗粒物可作为形成云的凝结核，成为雨滴的中心，通过凝结过程和碰撞过程使其增大为雨滴，进一步长大而形成雨降落到地面，颗粒物也就随之从大气中被去除。
雨除对半径小于1um的颗粒物的去除效果较高，特别是具有吸湿性课可溶性的颗粒物更明显。
冲刷则是降雨时再云下面的颗粒物与降下来的雨滴发生惯性碰撞和扩散、吸附过程，从而使颗粒物去除。
冲刷对半径为4um以上的颗粒物的去除效率较高。
6.天然水的碱度：碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦既能接受质子H的物质总量。
7.水体富营养化：水体富营养化是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。
材料化学试题库
一填空题（1）材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质;这种物质具有一定的性能或功能;（2）材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料;（3）材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料;结构材料更关注于材料的力学性能；而另一种则考虑其光、电、磁等性能;（4）材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学;（5）一般材料的结构可分为三个层次,分别是微观结构、介观结构和宏观结构;（6）对于离子来说,通常正离子半径小于相应的中性原子,负离子的半径则变大;（7）晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成;其大小和形状由晶轴a,b,c三条边和轴间夹角α,β,γ来确定,这6个量合称晶格参数;（8）硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体,四面体连接方式为共顶连接;（9）晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷,其延伸范围为零维、一维、二维和三维;（10）位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型;（11）固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体,前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点位置；后者溶质质点进入晶体间隙位置;（12）材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导;（13）材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为,包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等;（14）衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗;（15）磁性的种类包括：反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等;（16）铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料;（17）材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态;（18）晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法,前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等;（19）溶液达到过饱和途径为：一,利用晶体的溶解度随改变温度的特性,升高或降低温度而达到过饱和；二,采用蒸发等办法移去溶剂,使溶液浓度增高;（20）气相沉积法包括物理气相沉积法 PVD和化学气相沉积法 CVD;（21）液相沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法和水解法;（22）固态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程,反应物浓度对反应的影响很小,均相反应动力学不适用;（23）自蔓延高温合成按照原料组成可分为元素粉末型、铝热剂型和混合型;（24）金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金; （25）合金基本结构为混合物合金、固溶体合金和金属间化合物合金;（26）铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体与珠光体等;（27）金属材料热处理包括整体热处理、表面热处理和化学热处理;（28）超耐热合金包括铁基超耐热合金、镍基超耐热合金和钴基超耐热合金;（29）提高超耐热合金性能的途径有改变合金的组织结构和采用特种工艺技术,后者主要有定向凝固和粉末冶金;（30）产生合金超塑性的条件为产生超细化晶粒与适宜的温度和应变速率;（31）无机非金属材料主要有以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物包括硫化物、硒化物及碲化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料; （32）硅酸盐水泥的使用过程大致分为三个阶段：准备期即水化期、凝结期和硬化期; （33）玻璃通常按照主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃;前者包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃等；后者主要有硫系玻璃和卤化物玻璃;（34）陶瓷微结构特征为多相结构,由晶相、玻璃相和气孔组成;（35）结构陶瓷的工艺技术包括致密化技术、细晶化技术、复合技术;（36）元素半导体可分为本征半导体和掺杂半导体,后者又分为n-型半导体和p-型半导体; （37）聚合物通常是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成;合成聚合物的化合物称为单体,一种这样化合物聚合形成的成为均聚物,两种以上称共聚物 ;（38）聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合;（39）具有导电性的聚合物主要有：共轭体系的聚合物、电荷转移络合物、金属有机螯合物和高分子电解质;（40）高分子材料按照用途主要可分为塑料、橡胶和纤维等;（41）纳米效应包括有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应;二判断题（1）材料与化学研究的均为物质,材料注重宏观方面,而化学更偏重于原子-分子水平的相互作用;（2）材料化学的特点是跨学科性与实践性;（3）材料的很多物理性质都与材料中原子排列和键合类型直接相关;（4）材料中原子的排列方式主要受原子间键合的性质和方向的影响;（5）较深的势能阱表示原子间结合较紧密,其对应的材料就较难熔融,并具有较高的弹性模量和较低的热膨胀系数;（6）布拉维点阵将所有晶体分为7个晶系14种空间点阵;（7）如果晶体存在缺陷,缺陷只是存在于晶体的局部,晶体的正常结构任然保存;（8）材料设计中为使某些性能加强,需要人为的引入某些缺陷；相反某些缺陷会使材料下降,必须要尽可能的避免;（9）位错主要是由晶体生长的不稳定性或者机械应力的原因而产生的;（10）金属基体中一般会存在较多的面缺陷,从而形成很多的小晶体,因而具有多晶结构; （11）填隙固溶体是有限固溶体,而置换固溶体是无限固溶体;（12）由于产生晶格畸变,填隙固溶体产生的固溶体强化效果要比置换固溶体的效果要好; （13）力学性能的表征包括强度、硬度、韧性以及强度等;（14）屈服强度表示材料发生明显塑性变形的抵抗力,而塑性变形标志材料尺寸发生不可恢复的改变,屈服强度往往是材料选择的主要依据;（15）金属材料具有高的强度和延展性,而无机非金属材料由于共价键的方向性,位错很难运动所以延展性很差,但是屈服强度很高（16）原子的键合力越强,热膨胀系数越小；材料结构越紧密,热膨胀系数越大;（17）由于半导体中的能隙较窄,随着温度的升高,电子被激发进入导带,所以导电性和导热性均增加;（18）介电损耗愈小,绝缘材料的质量愈好,绝缘性能也越好;（19）材料达到其居里温度,铁磁性消失变成顺磁性;（20）硬磁材料剩余的磁化强度和矫顽力均很大,磁化后不容易退磁而能长期保留磁性,所以也称为永磁材料;（21）金属材料在电子吸收光能后激发到较高能态,随即又以光波的形式释放出能量回到低能态,所以表现为强反射产生金属光泽;（22）单位体积中原子的数目越多,或结构越紧密,原子半径越大,则光波传播受影响越大,从而折射率越大;（23）埃灵罕姆图中,∆G0-T曲线越在下方,金属氧化物的∆G0负值越大,其稳定性也就越高; （24）埃灵罕姆图中,在给定温度下,位于下方的∆G0-T曲线所对应的元素能使上方∆G0-T线的金属氧化物还原;（25）埃灵罕姆图中,位于H2O生成线上方的金属氧化物都可被氢还原;（26）润湿时,粗糙度越大,表观接触角越小,更易润湿;不润湿时,粗糙度越大,越不利于润湿;（27）熔体生长法是将欲生长晶体的原料熔化,然后让熔体达到一定的过冷而形成单晶; （28）溶液生长法使溶液达到过饱和的状态而结晶;（29）固相反应物料颗粒尺寸愈小,颗粒尺寸分布越是均一对反应速率越是有利;（30）液相骤冷法是制备各种非晶态金属和合金的主要方法（31）非均匀混合物合金常常具有较低的共熔点;（32）制备固溶体合金会使金属的强度、硬度升高,它是金属强化的重要途径;（33）金属化合物合金一般具有复杂的晶体结构,熔点、硬度提高,但是会降低材料的塑性和韧性;（34）合金的性质主要取决于其化学组成,更重要是取决于晶态与金相组织结构;（35）最早发现的形状记忆合金为50%Ti+50%Ni;（36）储氢合金的单位体积储氢密度,是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍;（37）提高硅酸三钙的含量,可得到高强硅酸盐水泥；提高硅酸三钙和铝酸三钙的含量,即可制得快硬硅酸盐水泥;（38）钢化玻璃与玻璃钢是不同的两种物质;（39）纯碱主要应用在制造玻璃工业中是因为,Na2O加入SiO2中,因形成低共熔混合物而使玻璃的熔融温度显著降低;（40）二次功能陶瓷是指发生能量形式转换的陶瓷;（41）正温度系数热敏电阻电阻随温度升高而增大；负温度系数热敏电阻电阻随温度的升高而减小;（42）在功能高分子材料中官能团的性质对材料的功能起主要作用,而高分子骨架仅仅起支撑、分隔、固定和降低溶解度等辅助作用;（43）正性光刻胶－光致可溶易溶；负性光刻胶－光致不溶难溶三选择题1地球上相对丰度最高的元素为A宇宙中相对丰度最高的元素为CA氧元素；B硅元素；C氢元素；D氮元素；2下列物理量在元素周期表中表述正确的为ABCD电离能电子亲和势原子及离子半径电负性3不属于化学键的键合方式为DA共价键；B离子键；C金属键；D氢键；4硅酸盐结构类型中不包括CA岛装；B层状；C球状；D架状；5不属于共价晶体的物质为AA食盐晶体蔗糖晶体；B金刚石；C单晶硅；D碳化硅；6属于零维缺陷的结构是A；位错属于BA点缺陷；B线缺陷；C面缺陷；D体缺陷；7耐有机溶剂能力较差的材料为AA高分子材料；B金属材料；C无机非金属材料；D晶体材料；8下列不属于聚合物光稳定剂的试剂为BA光屏蔽剂；B光引发剂；C猝灭剂；D紫外线吸收剂；9下列硬度最低的材料为AA高分子材料；B金属材料；C无机非金属材料；D晶体材料；10下列材料的导热率最低的为AA高分子材料；B金属材料；C无机非金属材料；D半导体材料；11导致许多纯净无机非金属材料不透明的原因是CA晶格热振动；B晶粒对光的散射；C产生的空洞；D光子吸收；12单晶硅晶体通常采用A进行生产A提拉法；B焰融法；C坩埚下降法；D区融法；13化学气相沉积法CVD的化学反应类型中不包括DA热分解；B氧化；C卤化物的金属还原；D置换反应；14下图为线型非晶态高聚物的形变-温度曲线,其中属于高弹态的区域为C15不属于自蔓延高温合成技术类型为BA 制粉技术；B 切割技术；C 熔铸技术；D 焊接技术；16不属于非晶材料的制备技术为CA 液相骤冷法；B 气相沉积法；C 自蔓延高温合成；D 溶胶－凝胶法；17不属于金属材料整体热处理的有DA 退火；B 淬火；C 调质；D 渗碳；18金属的熔点为Tm,而金属理论上可以使用的上限温度Tc 等于CA Tc=0.4Tm ；B Tc=0.5Tm ；C Tc=0.6Tm ；D Tc=0.8Tm ；19高熔点金属一般原子中未成对的价电子数很多,且原子半径较小;不属于高熔点金属有AA 第Ⅷ族；B 第Ⅴ副族；C 第Ⅵ副族；D 第Ⅶ副族；20形状记忆合金中属于全方位工作模式的为 C21普通陶瓷以天然矿物为原料主要有三种,其中不是的一种为AA 硅灰石；B 粘土；C 长石；D 石英；22不属于复合材料的为AA 钢化玻璃；B 竹子；C 轮胎；D 钢筋混凝土；23.决定晶体结构和性能最本质的因素是：A B C D ET b T g T f T/℃ 形变%A原子间的结合能 B原子间的距离 C原子的大小;24.材料的刚度和有关：A.弹性模量 B屈服强度 C抗拉强度25.设计纤维复合材料时,对于韧性较低的基体,纤维的膨胀系数可；对于塑性较好的基体,纤维的膨胀系数可A略低 B相差很大 C略高 D相同26拉伸试验时．试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的 ;A 屈服点B 抗拉强度C 弹性极限D 刚度27金属的越好,其锻造性能就越好;A 硬度B 塑性C 弹性D 强度28根据金属铝的密度,它属于 ;A 贵金属B 重金属C 轻金属D 稀有金属29位错是一种 ;A 线缺陷B 点缺陷C 面缺陷D 不确定30晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称 ;A 晶粒B 晶格C 晶界D 晶相31零件渗碳后,一般需经过才能达到表面硬度高而且耐磨的目的;A 淬火+低温回火B 正火C 调质D 淬火+高温回火32黄铜、青铜和白铜的分类是根据：A合金元素 B密度 C颜色 D主加元素33铁素体是碳溶解在中所形成的间隙固溶体;A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe34奥氏体是碳溶解在b中所形成的间隙固溶体;A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe35渗碳体是一种 ;A．稳定化合物 B．不稳定化合物 C．介稳定化合物 D．易转变化合物36下列对金属键描述正确的是：A 无方向性和饱和性B有方向性和饱和性C有方向性无饱和性D无方向性有饱和性37下列对晶体与非晶体描述正确的是：A晶体有熔点和性能的各向异性；非晶体有熔点和性能的各向同性B晶体有熔点和性能的各向异性；非晶体没有熔点,性能为各向同性C晶体没有熔点和性能的各向异性;非晶体有熔点,性能为各向同性D晶体有熔点和性能的各向异性;非晶体也有熔点和性能的各向异性38能得到非晶态合金的技术是：A 定向凝固技术B 尖端形核技术C 急冷凝固技术D 垂直提拉技术39 随含碳量的提高,热轧钢力学性能的变化规律是：A 强度、硬度升高,塑性、韧性降低B强度、硬度升高,塑性、韧性升高C 强度先升后降D 强度先降后升40 晶粒大小对金属的性能有重要影响;晶粒越小,A 金属的强度越高,塑性越好B金属的强度越高,塑性越差C金属的强度越低,塑性越好D金属的强度越低,塑性越差41下列原子键具有方向性的为A金属键 B离子键 C氢键 D范德华键42下列原子键具有饱和性的为A金属键 B离子键 C氢键 D共价键43高分子材料是由于的作用才体现出其力学性能A离子键B氢键C共价键D范德华键44晶体与非晶体的区别表述错误的为A有规则几何外形B各向异性C透光性D固定熔点45填隙型固溶体和置换型固溶体从本质上说均属于A点缺陷B线缺陷C面缺陷D体缺陷46下列金属单质不能生成致密的氧化物薄膜的为A铝B铬C铁D硅47下列固体物质的价带为未满带的为A金属钠B金属镁C单晶硅D金刚石48下列方法不能制备薄层材料的为：A液相外延法B气相沉积法C溶胶凝胶法D液相沉淀法49一般的金属材料属于结构A单晶B多晶C准晶D非晶50合金材料下列表述不正确的为A熔点低于其中任一组分B硬度高于其中任一组分C导热性能低于其中任一组分D抗腐蚀能力高于其中任一组分51下列物质严格意义上不属于合金的为A非均匀混合物合金B固溶体合金C金属件化合物D聚合物合金52储氢合金属于下列哪一类合金A非均匀混合物合金B固溶体合金C金属件化合物D聚合物合金53高熔点的金属元素一般不存在于AIV副族BV副族CVI副族DVII副族54常见的耐高温合金包括有：A铝基合金B铁基合金C镍基合金D钴基合金55不属于超塑合金的应用范畴的为A高变形能力B固相粘结能力C焊接紧固能力D减震能力56形状记忆合金紧固件优势不正确的是A可连接各种材料B各连接各种形状的结构C一般需要螺纹紧固D连接紧密可靠57储氢合金应用时存在的问题不正确的是A储氢能力低B吸放氢气的能力慢C生成的含氢化合物容易自燃D初始活化困难58下列关于非晶态金属材料的性能表述不正确的为A高的硬度B高的导磁性C耐酸碱性D高点阻性59下列水泥为膨胀型水泥的为A硅酸盐水泥B硫铝酸盐水泥C氟铝酸盐水泥D铁铝酸盐水泥60不属于氧化物的玻璃为A石英玻璃B铅玻璃C硼玻璃D萤石玻璃61不含有硅元素的玻璃制品为A玻璃钢B钢化玻璃C金属玻璃D水玻璃62不属于自由基聚合的实施方法为___D___A 熔融缩聚；B 溶液缩聚C 乳液缩聚；D 固相缩聚63为了改进聚乙烯PE的粘接性能,需加入第二单体____ D ___A CH2=CH-COOHB CH2=CH-COOCH3C CH2=CH-CND CH2=CH-OCOCH364聚合物聚合度不变的化学反应是____ A___A 聚醋酸乙烯醇解B 聚氨基甲酸酯预聚体扩链C 环氧树脂固化D 聚甲基丙烯酸甲酯解聚65聚合物聚合度变小的化学反应是____ D___A 聚醋酸乙烯醇解B 纤维素硝化C 环氧树脂固化D 聚甲基丙烯酸甲酯解散聚66聚氨酯通常是由两种单体反应获得,它们是 ____ C ___;A 己二胺－己二酸二甲酯B 三聚氰胺－甲醛C 己二醇－二异氰酸酯D 己二胺－二异氰酸酯67为了提高棉织物的防蛀和防腐能力,可以采用烯类单体与棉纤维辐射技术或化学引发接枝的方法,最有效的单体是____ C ___A CH2=CH-COOHB CH2=CH-COOCH3C CH2=CH-CND CH2=CH-OCOCH368官能度体系的不同,可以得到缩合反应、线型缩聚反应和体型缩聚反应;其中酚醛树脂的官能团体系为___C___A 甲醛有2个官能团,苯酚有1个官能团；B 甲醛有2个官能团,苯酚有2个官能团C 甲醛有2个官能团,苯酚有3个官能团；D 甲醛有3个官能团,苯酚有2个官能团；69人为控制而制成的在构件截面上的成份、组织呈连续变化的材料为______A、梯度功能材料B、智能材料C、非晶态材料70不易于回收利用的树脂为_______A、热固性树脂B、热塑性树脂72合成塑料的鼻祖指_______A、聚氯乙烯B、人造树脂C、酚醛树脂73第一次工业革命的突破特征是_______A、石油开发及新能源利用B、铁器的使用C、蒸汽机及纺织工业74钢中由奥氏体经淬火后得的碳在α-Fe中的“超过饱和”固溶体叫_______A、渗碳体B、铁素体C、马氏体75淬火后的工件须再经_________后才好用A、回火B、正火C、退火76、不用溶剂和分散介质,仅将单体和引发剂同置于模型中加热聚合的方法叫______A、本体聚合B、悬浮聚合C、溶液聚合77、工业材料的“脊梁.”一般指______A、塑料B、陶瓷C、钢铁78、“博采众长”的材料一般指______A、功能材料B、复合材料C、高分子材料79、人为控制而制成的在构件截面上的成份、组织呈连续变化的材料为______A、智能材料B、梯度功能材料C、非晶态材料80、不易于回收利用的树脂为_______A、热塑性树脂B、热固性树脂81、陶瓷的主要制备方式为________A、冶炼B、反应合成C、烧结82、既可强化又可韧化金属的方法为__________A、细化晶粒B、固溶强化C、形变强化83、晶界属_________A、面缺陷B、点缺陷C、线缺陷84、由显微镜观察到的材料晶粒或相的形态、大小、分布的现象称_________A、结构B、宏观组织C、显微组织85、材料的铸造性、可锻性、可焊性、切削性属于________A、工艺性B、使用性C、经济性86、研究材料的制备、处理加工过程中的工艺和各种工程问题的是_______A、材料科学B、材料工程87、最轻的金属是_______A、锂B、钛C、钨88、比强度最高及最理想的超低温结构材料是________A、轻金属B、复合材料C、钛及钛合金89、人类最早应用的金属材料是_________A、钢铁B、青铜C、锡90、铜-锌合金为_________A、白铜B、青铜C、黄铜91、由生铁炼钢的基本过程主要是_________A、熔化金属B、还原出铁C、氧化掉碳92、强韧、乳白色、好加工的塑料为________A、PAB、ABSC、PS93、聚丙烯指________A、PPB、PVCC、PF94、纳米粉体的尺寸一般小于_________A、1000nmB、1nmC、100nm95、醋酸纤维、硝化纤维、粘胶纤维属________A、合成纤维B、人造纤维96、铜-镍合金为_________A、黄铜B、青铜C、白铜97、聚氯乙烯指________A、PPB、PVCC、F4或PTFE98、固溶体晶属_________A、面缺陷B、点缺陷C、线缺陷99碳纤维增强陶瓷材料中的作用为A增加强度B增加韧性C增加密度D增加界面结合能力100复合材料的残余应力主要由下列哪个方面产生A成型时冷却过快应力来不及释放B基体与增强相化学相容性不好C基体与增强相的热膨胀系数差异过大101下列哪项不是聚合物复合材料的特点A减震性能好B比强度大C过载时安全性好D耐老化性能好三、判断题判断正误,简要说明原因;每题1分,共20分1在钢中,随含碳量的增加,珠光体的相对量也不断增加;2钢中铁素体与奥氏体的本质区别在于含碳量不同;3平衡状态下,在碳钢中,随含碳量的增加,强度、硬度均随之增加;4珠光体是单相组织;5亚共析钢的基本相是铁素体和珠光体;6扩散是原子的定向移动;7金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒;8再结晶虽包含形核和长大过程,但它不是一个相变过程;9点缺陷是热力学上平衡的缺陷 ;10一条弯曲位错线,其各部分的柏氏矢量都相同 ;11不平衡凝固时,固界面上固、液相的平衡不符合相图所表示的平衡关系;12只有在负温度梯度下,合金凝固才能形成树枝状晶;13在多晶体的塑性变形过程中,其各晶粒的变形是独立的;14热加工是指在高温状态下进行的加工过程;15材料中的晶粒越细,其强度越高,其塑性就越低;16原子的扩散只能由高浓度处向低浓度处进行;17固态相变时新相晶核往往优先在晶体缺陷处形成;18体心立方金属的滑移系总数比面心立方多,因而其塑性也比面心立方金属好; 19一种材料中只能存在一种结合键;20可以利用三元相图的变温截面图,分析合金相和成分变化;四名词解释（1）第一电离能（2）势能阱（3）密勒指数（4）晶面间距（5）共价晶体（6）晶体缺陷（7）弗伦克尔缺陷（8）肖特基缺陷（9）固溶体（10）置换型固溶体（11）填隙型固溶体（12）固溶强化现象（13）牺牲阳极保护金属法（14）疲劳现象（15）介电性（16）压电效应（17）居里温度（18）磁畴（19）溶胶（20）凝胶（21）泰曼温度（22）矿化剂（23）自蔓延高温合成（24）超耐热合金（25）粉末冶金（26）超塑性合金现象（27）形状记忆材料（28）储氢合金（29）掺杂（30）PN结（31）纳米材料（32）小尺寸效应（33）量子尺寸效应五简答题（1）材料与化学试剂的区别是什么（2）周期表中电离能变化的规律为（3）晶体与非晶体在微观角度和宏观角度上各有什么区别（4）简述鲍林1-5规则（5）为什么置换型固溶体两个组分完全互溶,而填隙型固溶体则不能（6）为何钢铁容易在潮湿的环境生锈而不锈钢和铝不易生锈（7）形成腐蚀电池必须具备的三个必要条件为（8）为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞（9）比较聚乙烯和聚四氟乙烯的耐老化能力,并简述其原因（10）化学气相沉积法的优缺点（11）溶胶－凝胶法的优点和弱点（12）自蔓延高温合成的特点（13）非晶材料的制备的技术要点有哪些（14）超低温对材料的特殊要求有哪些（15）形状记忆合金具备的条件（16）形状记忆合金作紧固件、连接件的优势（17）储氢合金的种类,并说明储氢、释氢的原理（18）玻璃中的组分构成有哪些各起到什么作用（19）陶器Pottery与瓷器China比较,有哪些不同（20）制备高透明性陶瓷的手段有哪些（21）对生物医用材料的要求（22）超导材料的特性（23）简述共轭高聚物的导电机理（24）聚合物分子量有何特点,其四种平均分子量有何关系（25）复合材料按基体材料可分几类按增强纤维种类又可分为几类（26）复合材料在性能与结构上具有的特点（27）为什么要对纳米颗粒材料表面进行改性有哪些改性方法六论述题（1）简述材料与化学的研究范畴以及材料化学研究的主要内容（2）原子间的结合键有几种各自有什么特点（3）晶体的种类有哪些他们之间有什么区别,各有什么特点每种晶体各举3个例子（4）金属为什么会出现金属光泽,试解释其原因并根据下图解释为什么不同的金属表现的金属光泽也不同。
不锈钢材料化学成分对照表
3)
9Cr18MoV
0.85-0.95 17.00-19.00
3)
沉
淀 630不锈钢化学成分 0Cr17Ni4Cu4Nb
≤0.07 15.50-17.50 6.50-7.50
硬
化 631不锈钢化学成分
0Cr17Ni7Al
≤0.09 16.00-18.00 6.50-7.50
型 632不锈钢化学成分 0Cr15Ni7Mo2Al
-
≤0.035 ≤0.030 1.20-2.75 ≤1.00 1.00-2.50
-
-
≤0.035 ≤0.030 3.00-4.00 ≤1.00
-
-
-
≤0.035 ≤0.030 3.00-4.00 ≤1.00
-
-
-
≤0.035 ≤0.030 2.50-3.50 ≤1.00
-
-
Ti5(C%-0.02)~0.08
17.00-19.00 9.00-12.00 ≤2.00
17.00-19.00 9.00-13.00 ≤2.00
17.00-19.00 8.50-10.50 ≤2.00
15.00-20.00 11.50-15.00 ≤2.00
23.00-28.00 3.00-6.00 ≤1.50
|
1Cr18Ni11Si4AlTi 0.10-0.18 17.50-19.50 10.--120.. ≤0.80
3)
体 410J1不锈钢化学成分
1Cr13Mo
≤0.08-0.18 11.50-14.00
3)
420J1不锈钢化学成分
2Cr13
0.16-0.25 12.00-14.00
3)
型 420J2不锈钢化学成分
苏教版高中化学一轮复习考点规范练15含硅矿物与信息材料(含答案)
考点规范练15含硅矿物与信息材料一、选择题1.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列有关硅的说法中,不正确的是()。
A.高纯度的硅广泛用于制造计算机芯片B.硅可由二氧化硅还原制得C.低温时,硅与水、空气和酸不反应,但能与氢氟酸反应D.自然界中硅的储量丰富,自然界中存在大量的单质硅2.下列说法正确的是()。
A.陶瓷、玻璃、水晶、玛瑙的主要成分都是硅酸盐B.SiO2和CO2都是酸性氧化物,不能与酸反应C.氢氟酸不能存放在带有橡皮塞的玻璃瓶中D.将SO2气体依次通过NaHCO3溶液、硅酸钠溶液可以证明酸性强弱顺序:H2SO4>H2CO3>H2SiO33.光纤通信是一种现代化的通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。
光纤通信所使用的光缆,其主要部件为光导纤维。
下列说法正确的是()。
①制造光导纤维的主要原料是CaCO3;②制造光导纤维的主要原料是SiO2;③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射;④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A.①④B.②③C.①③D.②④4.(2021山东临沂涑河实验学校月考)下列有关硅的说法不正确的是()。
A.常温下,硅的化学性质稳定,所以自然界中的硅大部分以游离态的形式存在B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料C.工业上常用焦炭还原石英砂制备粗硅D.高纯度的硅可以制作计算机、通信设备、家用电器等各类芯片5.下列叙述正确的是()。
①Al2O3是一种比较好的耐火材料,可用来制造耐火坩埚;②Fe3O4常用作红色油漆和涂料的原料;③Na2SiO3是制备硅胶和木材防火剂的原料;④石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分是SiO2;⑤Na2O2可用作供氧剂;⑥Cl2、ClO2均可用于自来水消毒。
A.②③④⑤B.①③⑤⑥C.①②④⑥D.①②③⑤6.(2021浙江湖州华盛高级中学月考)下列说法不正确的是()。
材料合成化学-题
材料合成化学-题判断题（对填“ T”，错填“ F”）1. 高温超导体是指能在室温以上温度工作的超导材料。
（）2. 制备多元金属氧化物粉体的甘氨酸法比柠檬酸盐燃烧法的化学反应更加剧烈。
（）3. 火焰辅助的超声喷雾热解工艺（FAUSP也是制备细粉的方法，需要人工点火。
（）4. 陶瓷粉体的二次粒子尺寸总是大于一次粒子尺寸。
（）5. 溶胶-凝胶法制备气凝胶，必须在真空条件下进行。
（）6. 透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过沉淀聚合反应制备。
（）7. 利用乙酰丙酮配位高价金属的醇盐，可以提高醇盐的水解能力。
（）8?微波CVD就是利用微波加热衬底的化学气相沉积（）9. 静电喷雾沉积（ESD技术可以被用来生长致密的外延薄膜（）10. 人们可以通过原子操纵技术来大量制备超晶格材料（）11. 高分子聚合反应是一个熵增过程（）12.Schetman获得诺贝尔主要原因是他发现了宏观材料可以有10次对称轴（）13. 溶胶-凝胶法制备气凝胶，必须在真空条件下（）14. 透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过沉淀聚合反应制备（）15. 利用乙酰丙酮配位高价金属醇盐，可以提高醇盐的水解能力（）16. MOF就是金属氟氧化物的简称（）17. 乳液聚合的乳化剂通常是表面活性剂（）18. 使用模板试剂（硬模板，软模板，牺牲模板）是制备无机空心球的必要条件（）19科学理论是无可争辩的（）20. 制备多元金属氧化物粉体的柠檬酸盐燃烧法需要人工点火引发反应（）21. 人们可以通过原子操纵技术来精细控制反应（）22. 高分子聚合反应是吸热反应（）23. 对于面心立方（fee）晶体，因为晶体形状以立方体能量最低，所以最易生长出立方形状的单晶体（）24. 透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过均相聚合反应制备（）25. 利用螯合剂配位高价金属的醇盐，可以提高醇盐的反应活性（）26. 固相反应常用来制备陶瓷块材，但是不能用来制备陶瓷粉体（）27. 高分子聚合反应总是放热的（）28. 微弧氧化技术主要被用来制备金属氧化物纳米粉体（）29. 制备薄膜材料的溅射技术属于物理制备工艺（）30. 悬浮聚合法的悬浮剂通常都是表面活性剂（）31. 伟大的科学理论都是复杂而奥妙无穷的（）32. 制备多元金属氧化物粉体的甘氨酸法本质上是一种放热氧化还原反应，其中甘氨酸是氧化剂，硝酸盐是还原剂（）10.33. 超声喷雾沉积法制备薄膜工艺中，产生的雾滴是带有电荷的（34. 人们可以通过原子操纵技术来精确发动基元反应（）35. 高分子聚合反应总是熵增加的化学反应（）36. 金属玻璃是透明的金属材料（）37. 电沉积法制备泡沫镍工艺流程中采用了无电镀步骤来生长外延镍薄膜（）38. 利用乙酰丙酮配位高价金属的醇盐，可以降低醇盐的水解能力（）39. 制备薄膜材料的真空蒸发技术属于物理制备工艺（ 40. 采用急冷工艺是制备金属玻璃的关键（41丄-B 膜技术可以用来制备金属氧化物纳米棒阵列（ 42.控制纳米金属粒子的取向生长时，包覆剂不能是简单的阴离子（如43. 生长螺旋碳纳米管时，使用含铁催化剂是必要条件（44. 量子点粒径越大，其发射的荧光波长越短。
材料化学-固溶体
4.4 异价取代固溶体
等价取代，可以保持电荷平衡； 异价取代，需要形成缺陷以保持电荷平衡： 1. 空位或填隙子 —— 离子补偿； 2. 电子或空穴 —— 电子补偿。
28
离子补偿机制
阳离子空位： 基质结构中的阳离子被高价阳离子取代时，可以通过形成
阳离子空位来达到电荷平衡。 实例：CaCl2 掺杂 NaCl：Na1-2xCaxVxCl
向于生成有限固溶体。
16
无限固溶体实例：Pb(Zr,Ti)O3
压电材料 BaTiO3（(A2+B4+)O3 型钙钛矿结构化合物）： Ba —— Pb，Sr，Ca等等取代； Ti —— Zr，Sn等等取代； —— 复合化合物(A1,A2,…Ak)(B1,B2,…Bl)O3（钙钛矿结
构）：
17
决定固溶体的形成能力。
41
4.6 固溶体的性质
杂质 进入
晶格 常数
机械 性能
密度
光学 性能
电性能
42
卫格定律（Vegare’s Law）与雷特格定律（Retger’s Law）：固溶体中，晶胞的尺寸随组成连续变化，对于立 方结构的晶体，晶格常数与组成的关系可以表示为： (ass )n (a1)n c1 (a2 )n c2
35
2. 阴离子吸附形成的阳离子空位：
例如，氧化物加热时吸收氧，氧分子离解，氧原子从低 氧化态过渡金属得到电子形成 O2- 离子，
实例：
NiO O2 Ni123x Ni23xVNi,xO
绝缘体
半导体
36
阴离子填隙： 混合价阳离子伴随填隙阴离子而形成。
实例：高温超导体 YBa2Cu3O 体系。 1. 当 = 6，Cu：+1，+2 的混合价； 2. 当 = 6.5，Cu：+2 价； 3. 当 = 7，Cu：+2，+3 的混合价。
15铬钼钢化学成分
15铬钼钢化学成分摘要：一、15铬钼钢简介1.15铬钼钢的定义2.15铬钼钢的特点二、15铬钼钢化学成分1.碳(C)2.铬(Cr)3.钼(Mo)4.其他元素三、15铬钼钢性能与应用1.力学性能2.耐蚀性能3.应用领域四、15铬钼钢的发展趋势1.新材料的研发2.环保要求3.市场前景正文：一、15铬钼钢简介15铬钼钢是一种合金结构钢，其主要成分包括碳(C)、铬(Cr)、钼(Mo)等元素。
这种钢材在我国被广泛应用于各种工程结构件，具有较高的强度、良好的耐蚀性和焊接性能。
二、15铬钼钢化学成分1.碳(C)：作为主要元素之一，碳对15铬钼钢的硬度和强度起着重要作用。
适当的碳含量可以提高钢的硬度和强度，但过高的碳含量会导致钢的韧性降低。
2.铬(Cr)：铬是15铬钼钢的主要合金元素，对钢的耐蚀性和抗氧化性有显著提高。
此外，铬还能提高钢的淬透性，使钢在淬火后具有更好的硬度和强度。
3.钼(Mo)：钼是15铬钼钢中的另一种合金元素，主要作用是提高钢的强度和韧性。
钼可以细化钢的晶粒，降低钢的热膨胀系数，从而提高钢的强度和韧性。
4.其他元素：15铬钼钢中还可能含有少量镍(Ni)、锰(Mn)等元素，这些元素对钢的性能有一定影响，如提高钢的强度、硬度和耐磨性等。
三、15铬钼钢性能与应用1.力学性能：15铬钼钢具有较高的强度、良好的硬度和韧性，适用于制造各种工程结构件，如轴类零件、齿轮、螺栓等。
2.耐蚀性能：由于含有较高的铬和钼元素，15铬钼钢具有良好的耐蚀性能，适用于在腐蚀环境下使用的零件。
3.应用领域：15铬钼钢广泛应用于船舶、汽车、机械、石油化工等领域，满足各种工程结构件对高强度、高耐蚀性和焊接性能的需求。
四、15铬钼钢的发展趋势1.新材料的研发：随着科技的进步和市场需求的不断变化，未来可能会研发出性能更优越的15铬钼钢新材料，以满足不同领域和场景的需求。
2.环保要求：随着环保意识的提高，钢材生产过程中产生的废气、废水等污染物将受到更严格的限制。
材料合成化学_题
一、判断题（对填“T”，错填“F”）1. 高温超导体是指能在室温以上温度工作的超导材料。
（）2. 制备多元金属氧化物粉体的甘氨酸法比柠檬酸盐燃烧法的化学反应更加剧烈。
（）3. 火焰辅助的超声喷雾热解工艺（FAUSP）也是制备细粉的方法，需要人工点火。
（）4. 陶瓷粉体的二次粒子尺寸总是大于一次粒子尺寸。
（）5. 溶胶-凝胶法制备气凝胶，必须在真空条件下进行。
（）6. 透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过沉淀聚合反应制备。
（）7. 利用乙酰丙酮配位高价金属的醇盐，可以提高醇盐的水解能力。
（）8. 微波CVD就是利用微波加热衬底的化学气相沉积（）9. 静电喷雾沉积（ESD）技术可以被用来生长致密的外延薄膜（）10.人们可以通过原子操纵技术来大量制备超晶格材料（）11.高分子聚合反应是一个熵增过程（）12.Schetman获得诺贝尔主要原因是他发现了宏观材料可以有10次对称轴（）13.溶胶-凝胶法制备气凝胶，必须在真空条件下（）14.透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过沉淀聚合反应制备（）15.利用乙酰丙酮配位高价金属醇盐，可以提高醇盐的水解能力（）16.MOF就是金属氟氧化物的简称（）17.乳液聚合的乳化剂通常是表面活性剂（）18.使用模板试剂（硬模板，软模板，牺牲模板）是制备无机空心球的必要条件（）19科学理论是无可争辩的（）20.制备多元金属氧化物粉体的柠檬酸盐燃烧法需要人工点火引发反应（）21.人们可以通过原子操纵技术来精细控制反应（）22.高分子聚合反应是吸热反应（）23.对于面心立方（fcc）晶体，因为晶体形状以立方体能量最低，所以最易生长出立方形状的单晶体（）24.透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过均相聚合反应制备（）25.利用螯合剂配位高价金属的醇盐，可以提高醇盐的反应活性（）26.固相反应常用来制备陶瓷块材，但是不能用来制备陶瓷粉体（）27.高分子聚合反应总是放热的（）28.微弧氧化技术主要被用来制备金属氧化物纳米粉体（）29.制备薄膜材料的溅射技术属于物理制备工艺（）30.悬浮聚合法的悬浮剂通常都是表面活性剂（）31.伟大的科学理论都是复杂而奥妙无穷的（）32.制备多元金属氧化物粉体的甘氨酸法本质上是一种放热氧化还原反应，其中甘氨酸是氧化剂，硝酸盐是还原剂（）33.超声喷雾沉积法制备薄膜工艺中，产生的雾滴是带有电荷的（）34.人们可以通过原子操纵技术来精确发动基元反应（）35.高分子聚合反应总是熵增加的化学反应（）36.金属玻璃是透明的金属材料（）37.电沉积法制备泡沫镍工艺流程中采用了无电镀步骤来生长外延镍薄膜（）38.利用乙酰丙酮配位高价金属的醇盐，可以降低醇盐的水解能力（）39.制备薄膜材料的真空蒸发技术属于物理制备工艺（）40.采用急冷工艺是制备金属玻璃的关键（）41.L-B膜技术可以用来制备金属氧化物纳米棒阵列（）42.控制纳米金属粒子的取向生长时，包覆剂不能是简单的阴离子（如Br-）（）43.生长螺旋碳纳米管时，使用含铁催化剂是必要条件（）44.量子点粒径越大，其发射的荧光波长越短。
材料化学第二版(曾兆华版)课后答案
第一章1.什么是材料化学？其主要特点是什么？答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学。
主要特点：跨学科性，实践性。
2.材料与试剂的主要区别是什么？答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质，而材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。
3.观察一只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？如果按功能和用途对材料分类，列举十种不同功能或用途的材料。
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF答：（1）金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料（2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料5.简述材料化学的主要内容。
答：结构：原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。
特性：材料固有的化学、物理和力学特性。
制备：将原子和分子结合在一起，并最终将其转化为有用的产品应用。
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF第二章1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF3.计算体心立方及六方密堆的的堆积系数。
10. 单质Mn有一种同素异构体为立方结构，其晶胞参数为0.6326nm，密度= 7.26g cm-3，原子半径r = 0.112nm，计算Mn晶胞中有几个原子，其堆积系数为多少？11. 固溶体与溶液有何异同？固溶体有几种类型？固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均一性、稳定性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）；AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF(1)均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样；(2)稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离；(3)混合物：溶液一定是混合物。
固体溶液与液体溶液的不同点：固溶体的溶质和溶剂均以固体形式出现，而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式出现；固溶体：又称固体溶液，指由一种或多种溶质组元溶入晶态溶剂，并保持溶剂晶格类型所形成的单相晶态固体。
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一、烷基化反应及其重要性
把烃基引入有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子 上的反应称为烷基化反应，简称烷基化。所引入的烃基 可以是烷基、烯基、芳基等。其中以引入烷基（如甲基、 乙基、异丙基等）最为重要。广义的烷基化还包括引入 具有各种取代基的烃基（ — CH2COOH 、 —CH2OH 、 — CH2Cl、—CH2CH2Cl等）。
烷基化反应在精细有机合成中是一类极为重要的反应，其应用广泛， 经其合成的产品涉及诸多领域。 最早的烷基化是有机芳烃化合物在催化剂作用下，用卤烷、烯烃等烷 化剂直接将烷基引入到芳环的碳原子上，即所谓C-烷基化（Friedel-Crafts 反应，简称F-C反应）。利用该反应所合成的苯乙烯、乙苯、异丙苯、十 二烷基苯等烃基苯，是塑料、医药、溶剂、合成洗涤剂的重要原料。 通过烷基化反应合成的醚类、烷基胺是极为重要的有机合成中间体， 有些烷基化产物本身就是药物、染料、香料、催化剂、表面活性剂等功能 产品。如环氧化物烷基化（O-烷基化）可制得重要的聚乙二醇型非离子表 面活性剂。采用卤烷烷化剂进行氨或胺的烷基化（N-烷基化）合成的季铵 盐是重要的阳离子表面活性剂应 在催化剂作用下向芳环的碳原子上引入烷基，得到取代烷基 芳烃的反应。如烷基苯的制备反应：
2．N-烷基化反应
向氨或胺类（脂肪胺、芳香胺）氨基中的氮原子上引入 烷基，生成烷基取代胺类（伯、仲、叔、季胺）的反应。如 N,N-二甲基苯胺的制备反应：
3．O-烷基化反应
磷酸是较缓和的催化剂，工业上使用的磷酸催化剂 多是将磷酸沉积在硅藻土、硅胶或沸石载体上的固体磷 酸催化剂，常用于烯烃的气相催化烷基化。由于磷酸的 价格比三氯化铝、硫酸贵得多，因此限制了它的广泛应 用。 阳离子交换树脂也可作为烷基化反应催化剂，其中 最重要的是苯乙烯-二烯乙苯共聚物的磺化物。它是烯烃、 卤烷或醇进行苯酚烷基化反应的有效催化剂。优点是副 反应少，通常不与任何反应物或产物形成络合物，所以 反应后可用简单的过滤即可回收阳离子交换树脂，循环 使用。缺点是使用温度不高，芳烃类有机物能使阳离子 交换树脂发生溶胀，且树脂催化活性失效后不易再生。
2．催化剂 （1）路易斯酸 主要是金属卤化物，其中常用的是AlCl3。 催化活性如下： AlCl3＞ FeCl3＞SbCl5 ＞SnCl4＞ BF3＞ TiCl4 ＞ZnCl2 路易斯酸催化剂分子的共同特点是都有一个缺电子中心 原子，如 AlCl3 分子中的铝原子只有 6 个外层电子，能够接受 电子形成带负电荷的碱性试剂，同时形成活泼的亲电质点。 无水三氯化铝是各种F-C反应中使用最广泛的催化剂。它 由金属铝或氧化铝和焦炭在高温下与氯气作用而制得。为使 用方便，一般制成粉状或小颗粒状。其熔点192℃，180℃开 始升华。无水三氯化铝能溶于大多数的液态氯烷中，并生成 烷基正离子（R+）。也能溶于许多供电子型溶剂中形成络合 物。此类溶剂有SO2、CS2、硝基苯、二氯乙烷等。
无水三氯化铝具有很强的吸水性，遇水会立即分解 放出氯化氢和大量热，严重时甚至会引起爆炸；与空气 接触也会吸收其水分水解，并放出氯化氢，同时结块并 失去催化活性。
因此，无水三氯化铝应装在隔绝空气和耐腐蚀的密 闭容器中，使用时也要注意保持干燥，并要求其他原料 和溶剂以及反应容器都是干燥无水的。
（2）质子酸 其中主要是氢氟酸、硫酸和磷酸，催化活 性次序如下： HF＞ H2SO4＞ P2O5＞ H3PO4 、阳离子交换树脂 无水氟化氢的活性很高，常温就可使烯烃与苯反应。 氟化氢沸点 19.5 ℃，与有机物的相溶性较差，所以烷基化 时需要注意扩大相接触面积；反应后氟化氢可与有机物分 层而回收，残留在有机物中的少量氟化氢可以加热蒸出， 这样便可使氟化氢循环利用，消耗损失较少。采用氟化氢 作催化剂，不易引起副反应。当使用其他催化剂而有副反 应时，通常改用氟化氢会取得较好效果。但氟化氢遇水后 具有强腐蚀性，其价格较贵，因而限制了它的应用。目前 在工业上主要用于十二烷基苯的合成。
以烯烃、醇、醛、和酮为烷化剂时，广泛应用硫酸 作催化剂。在硫酸作催化剂时，必须特别注意选择适宜 的硫酸浓度。因为当硫酸浓度选择不当时，可能会发生 芳烃的磺化，烷化剂的聚合、酯化、脱水和氧化等副反 应。如对于丙烯要用 90% 以上的硫酸，乙烯要用 98% 硫 酸，即便如此，这种浓度的硫酸也足以引起苯和烷基苯 的磺化反应，因此苯用乙烯进行乙基化时不能采用硫酸 作催化剂。
向醇羟基或酚羟基的氧原子上引入烷基，生成醚类 化合物的反应。如壬基酚聚氧乙烯醚的制备反应：
烷基化反应的基本原理
一、芳环上的C-烷基化反应
1．烷化剂
C-烷化剂主要有卤烷、烯烃和醇类，以及醛、酮类。 （1）卤烷 卤烷（R—X）是常用的烷化剂。不同的卤素 原子以及不同的烷基结构，对卤烷的烷基化反应影响很大。 当卤烷中烷基相同而卤素原子不同时，其反应活性次序为： RI＞RBr＞RCl
工业上生产烷基苯时，通常采用的是 AlCl3- 盐酸络 合物催化溶液，它由无水三氯化铝、多烷基苯和微量水 配制而成，其色较深，俗称红油。它不溶于烷化产物， 反应后经分离，能循环使用。烷基化时使用这种络合物 催化剂比直接使用三氯化铝要好，副反应少，非常适合 大规模的连续化工业烷基化过程，只要不断补充少量三 氯化铝就能保持稳定的催化活性。 用卤烷作烷化剂时，也可以直接用金属铝作催化剂， 因烷基化反应中生成的氯化氢能与金属铝作用生成三氯 化铝络合物。在分批操作时常用铝丝，连续操作时可用 铝锭或铝球。
应明确指出，不能用卤代芳烃，如氯苯或溴苯来代替卤烷， 因为连在芳环上的卤素受到共轭效应的稳定作用，其反应活 性较低，不能进行烷基化反应。
（2）烯烃 烯烃是另一类常用的烷基化剂，由于烯 烃是各类烷化剂中生产成本最低、来源最广的原料，故 广泛用于芳烃、芳胺和酚类的C-烷基化。常用的烯烃有： 乙烯、丙烯、异丁烯以及一些长链α -烯烃，它们是生产 长碳链烷基苯、异丙苯、乙苯等最合理的烷化剂。 （3）醇、醛和酮 它们都是较弱的烷化剂，醛、酮 用于合成二芳基或三芳基甲烷衍生物。