第二章 缺陷化学作业 (2)
(完整word版)第二章晶体结构缺陷习题答案
第二章晶体结构缺陷1.（错）位错属于线缺陷，因为它的晶格畸变区是一条几何线。
2．（错）螺型位错的柏氏失量与其位错线垂直,刃型位错的柏氏失量与其位错线是平行.3。
（错）肖特基缺陷是由于外来原子进入晶体而产生的缺陷。
4.(错）弗伦克尔缺陷是由于外来原子进入晶体而产生的缺陷。
二选择题1．非化学剂量化合物Zn1+x O中存在 A .A. 填隙阳离子B。
阳离子空位C. 填隙阴离子D. 阴离子空位2. 非化学计量化合物UO2+x中存在 C 。
A. 填隙阳离子B. 阳离子空位C。
填隙阴离子 D. 阴离子空位3．非化学剂量化合物TiO2－x中存在 D 。
A. 填隙阳离子B。
阳离子空位C。
填隙阴离子D。
阴离子空位4.螺型位错的位错线是 A 。
A。
曲线B。
直线C。
折线D。
环形线5．非化学剂量化合物ZnO1－x中存在 D 。
A。
填隙阳离子 B. 阳离子空位C. 填隙阴离子D。
阴离子空位6. 非化学计量化合物UO2+x中存在 C 。
A. 填隙阳离子B. 阳离子空位C. 填隙阴离子D. 阴离子空位三、名词解释1. 弗仑克尔缺陷原子离开其平衡位置二进入附近的间隙位置，在原来位置上留下空位所形成的缺陷，特点是填隙原子与空位总是成对出现。
2．固溶体:物种数:凡在固体条件下，一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分(溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。
四、解答题1．完成下列缺陷方程式,并且写出相应的化学式（1）NaCl 溶入CaCl 2中形成空位型固溶体；（2)CaCl 2溶人NaC1中形成空位型固溶体；解:（1)NaClNa Ca ’+ Cl Cl + V Cl ·Ca 1－x Na x Cl 2－x(2）CaCl 2Ca Na · + 2Cl Cl + V Na ' Na 1－2x Ca X Cl2完成下列缺陷方程式,并且写出相应的化学式(6分)(1)M gCl 2固溶在LiCl 晶体中形成填隙型Li 1－x Mg x Cl 1＋x（2） SrO 固溶在Li 2O 晶体中形成空位型Li 2－2x Sr x O3．写出下列缺陷反应式①。
作业(2)及答案
（3）电负性：Ba 0.9，Ti 1.5，Ni 1.8，Fe 1.8,。Ni、Fe的电负性和Ti接近， Ni、Fe容易进入Ti位。
综上，NiFe2O4可以少量固溶到BaTiO3中，BaTiO3不能固溶到NiFe2O4中。
3.写出下列过程中的缺陷反应方程式: (1)纯ZrO2在温度变化的情况下存在单斜晶到四方晶的相变 过程，并伴随较大的体积变化，为了获得稳定型ZrO2，可 在其中固溶CaO、Y2O3等，请写出该固溶过程中产生VO••的 缺陷反应方程式； (2) 少量TiO2溶入ZnFe2O4, 高价的Ti4+取代Fe3+, 生成金属不 足置换固溶体。 ZrO2 '' X .. 答：(1) CaO Ca O V
Zr O O
2 ZrO2 , X .. Y2O3 2YZr 3OO VO
(2)
ZnFe2O4 . X ,, 2TiO2 2TiFe 4OO VZn
教材P38，习题1.3，1.4，1.6，1.7， 1.3 证明六方密堆结构中，理想轴比值为c/a=(8/3)1/2=1.633。 证明：已知AB=BC=BD=CD=a AF=1/2c
1. 画出下图中四方金红石型TiO2晶体结构的点阵图。
简单四方点阵
2. 影响固溶体固溶度大小的因素有哪些？并从离子 半径、电负性、晶格类型等几方面来分析钙钛矿结 构BaTiO3和尖晶石结构NiFe2O4两种物质形成固溶 体的可能性。
答：1、原子或离子尺寸的影响；2、晶体结构类型的影响； 3、离子类型和键 性；4、电价因素。 （1）晶体结构：BaTiO3为钙钛矿结构，Ti处于O八面体中心（配位数6）， Ba处于O二十面体中心（配位数12）；NiFe2O4为反尖晶石结构，Fe处于 四面体和八面体中心（配位数6），Ni处于八面体中心，结构差异较大，不 易形成固溶体。
《好题》人教版高中化学选修1-第2章简答题专项经典习题(答案解析)(1)
一、解答题1．苯硫酚(C6H5- SH)是一种用途广泛的有机合成中间体。
工业上常用氯苯(C6H5-C1)和硫化氢(H2S)反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯(C6H6)生成。
I.C6H5 -Cl(g)+H2S(g)C6H5-SH(g)+HCl(g) △H1=- 16.8 kJ/molII.C6H5-Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+18S8(g) △H2反应II的焓变不易测量，现查表得如下数据：III.C6H5-SH(g) = C6H6(g)+18S8(g) △H3=-29.0 kJ/mol请回答：(1)将一定量的 C6H5-Cl和H2S的混合气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T (假设只发生反应I)，下列可以作为反应I达到平衡的判据是____________A．气体的压强不变 B．平衡常数不变C．υ正(H2S)=υ逆(HC1) D．容器内气体密度不变(2)反应II为不可逆反应，请简述理由___________。
(3)现将一定量的 C6H5-Cl和H2S置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图1和图2。
①图1显示温度较低时C6H5-Cl浓度的增加程度大于C6H6的主要原因___________。
②结合图1和图2，该模拟工业生产制备C6H5-Cl的适宜条件为___________。
③590℃时，C6H5-Cl和H2S混合气体(体积比为2：5，总物质的量为a mol，在V L的固定容积中进行反应，达到平衡时，测得容器中C6H5-Cl的物质的量为a7mol，C6H6的物质的量为a14mol，则该温度下反应I的平衡常数为___________(保留两位有效数字)。
④一定量的C6H5-Cl和H2S在恒温恒容条件下发生反应，画出产物C6H5-SH的物质的量浓度随时间变化的曲线图_______。
答案：C反应Ⅱ△H2=－45.8kJ·mol－1，△S>0，说明其正反应是自发反应，而逆反应为非自发反应，所以反应Ⅱ为不可逆反应反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，反应Ⅰ的反应速率快于反应Ⅱ，相同时间内获得的产物的浓度自然反应Ⅰ比反应Ⅱ多温度590K，R=2.5左右0.125【详解】(1)A．反应前后气体分子总数不变，总物质的量不变，利用相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，即气体压强始终保持不变，压强不变不能说明该反应达到平衡，故A不符合题意；B．平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数始终不变，因此平衡常数不变不能说明反应达到平衡，故B不符合题意；C．υ正(H2S)表示正反应速率，υ逆(HCl)表示逆反应速率，化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此υ正(H2S)= υ逆(HCl)说明反应达到平衡，故C符合题意；D．组分都是气体，则气体总质量始终不变，容器为恒容状态，气体总体积保持不变，根据密度的定义，气体密度始终不变，气体密度不变，不能说明反应达到平衡，故D不符合题意；故答案为C；(2)根据盖斯定律，反应Ⅱ=反应Ⅰ＋反应Ⅲ，推出△H2=△H1＋△H3=－45.8kJ·mol－1，根据△G=△H－T△S，因为△H<0，△S>0，说明其正反应是自发进行，而逆反应为非自发进行；故答案为反应Ⅱ△H2=－45.8kJ·mol－1，△S>0，说明其正反应是自发反应，而逆反应为非自发反应，所以反应Ⅱ为不可逆反应；(3)①C6H5－Cl由反应Ⅰ生成，C6H6由反应Ⅱ生成，图1显示温度较低时C6H5－Cl浓度的增加程度大于C6H6，说明反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，反应Ⅰ的反应速率快于反应Ⅱ，相同时间内获得的产物的浓度自然反应Ⅰ比反应Ⅱ多；故答案为反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，反应Ⅰ的反应速率快于反应Ⅱ，相同时间内获得的产物的浓度自然反应Ⅰ比反应Ⅱ多；②根据图1和图2的数据信息，该模拟工业生产制备C6H5－Cl的适宜条件为温度590K，R=2.5左右；故答案为温度590K ，R=2.5左右；③590℃时，C 6H 5－Cl 和H 2S 体积比为2：5，体积比等于物质的量之比，因此开始时氯苯的物质的量为2a7mol ，硫化氢的物质的量为5a 7mol ，达到平衡时，C 6H 6的物质的量为a 14mol ，反应Ⅱ中，各组分(除S 8)变化的物质的量均为a 14mol ，达到平衡时氯苯的物质的量为a 7mol ，反应Ⅰ中消耗氯苯的物质的量为(2a 7-a 14-a 7)mol=a14mol ，即反应Ⅰ中各组分变化的物质的量均为a14mol ，达到平衡时硫化氢的物质的量为(5a 7-a 14-a 14)mol=4a 7mol ，HCl 物质的量为a7mol ，根据平衡常数的表达式，K =a a14V 7V a 4a 7V 7V⨯⨯=0.125；故答案为0.125；④根据图1和图2，随着反应的进行，苯硫酚的浓度先增加后降低，因此图像是；故答案为。
第三章：缺陷化学基础
空位平衡浓度呈指数关系增大。
对于离子晶体，n个空位所产生Schottky缺陷中同时存在阴离
子和阳离子，缺陷的平衡浓度为：Cv
A'
exp(
DHV 2kT
)，一般来
说，离子晶体中点缺陷的形成能相当大，但像CaF2这样具有 很大晶格常数的晶体，容易形成点缺陷。
伴随晶体体积增加。
热缺陷的浓度与温度有关，随着温度 升高，缺陷浓度呈指数上升。
对于特定材料，在一定温度下，热缺 陷的产生和湮灭将达到动态平衡，热 缺陷浓度是恒定的。
B. 杂质缺陷
由于外来质点进入晶体而产 生的缺陷。包括置换式和填 隙式两种。
因杂质质点和原有的质点尺寸、性质不同， 进入晶体后无论位于 何处，不仅破坏了质 点有规则的排列，而 且在杂质质点周围的 周期势场引起改变， 因此形成缺陷。
)
F
F0
nv
nDHv DF n
-T(DSc+nDSv)
点缺陷浓度与晶体自由能关系示意图
空位是一种热力学平衡缺陷，即一定温度下，晶体中总会有一 定浓度的空位缺陷存在，这时体系的能量处于最低状态，也就 是说，具有平衡浓度的晶体比理想晶体在热力学上更稳定。
振动熵一般变化不大，A值约1－10；空位的平衡浓度主要取
或填隙阳离子Nai和 空位：NaNa=Nai+VNa
A2 肖特基缺陷
如果正常格点上的质 点，在热起伏过程中 获得能量离开平衡位 置迁移到晶体的表面 ，而在晶体内部正常 格点上留下空位 。
特点
肖特基缺陷的生成需要一个像晶界或表面 之类的晶格排列混乱的区域。
对于离子晶体正离子空位和负离子空位按 照分子式同时成对产生。
高中高三化学选修三二轮专题复习——晶体的缺陷及其应用(答案解析)
【精品】高三化学选修三二轮专题复习——晶体的缺陷及其应用学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如，某种NiO 晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni 2+空缺，另有两个Ni 2+被两个Ni 3+所取代，结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni 和O 的比值却发生了变化。
某氧化镍样品组成为Ni 0.97O ，则该晶体中Ni 3+与Ni 2+的离子数之比为( )A ．6：85B ．6：91C ．5：91D ．5：85 2．科学家发现钇钡铜氧化合物在90 K 时具有超导性，若该化合物的结构如图所示，则该化合物的化学式可能是 ( )A ．YBa 2Cu 3O 8B ．YBa 2Cu 2O 5C ．YBa 2Cu 3O 5D ．YBaCu 4O 43．非整数比化合物0.95Fe O 具有NaCl 型晶体结构，由于n(Fe):n(O)<1：1，所以晶体存在缺陷。
0.95Fe O 可表示为 ( )A ．230.450.5Fe Fe O ++B ．230.850.10Fe Fe O ++C ．230.150.8Fe Fe O ++D ．232Fe Fe O ++ 4．分析化学中常用X 射线研究晶体结构，有一种蓝色晶体可表示为：M x Fe y (CN)z ，研究表明它的结构特性是Fe 2+、Fe 3+分别占据立方体的顶点，自身互不相邻，而CN 一位于立方体的棱上，其晶体中的阴离子结构如图示，下列说法正确的是( )A．该晶体是原子晶体B．M的离子位于上述立方体的面心，呈+2价C．M的离子位于上述立方体的体心，呈+1价，且M+空缺率（体心中没有M+的占总体心的百分比）为50%D．晶体的化学式可表示为MFe2(CN)3，且M为+1价二、原理综合题5．镁、铝、铁是三种重要金属，它们的单质和化合物应用十分广泛。
第二章-晶体结构与晶体中的缺陷
• 层内力远远大于层间力，容易形成片状解理。
• ⑷ 蒙脱石结构
• 单元层间：范德华力，弱。 • [SiO4]4-中的Si4+被Al3+取代（
同晶取代）为平衡电价，吸 附低价正离子，易解吸，使 颗粒荷电，因此使陶瓷制品 因带某些离子具有放射性。 • 性质： • 加水体积膨胀，泥料可塑性 好。
因子看，A位离子越大， B位离子才能较大。
理想立方钙钛矿结构中离子的位置
§2.2 硅酸盐晶体结构
一、硅酸盐结构特点与分类 硅酸盐是数量极大的一类无机物。硅酸盐晶体可以 按硅（铝）氧骨干的形式分成岛状结构、组群状结 构、链状结构、层状结构和架状结构。它们都具有 下列结构特点： 1）结构中Si4+之间没有直接的键，而是通过O2-连接 起来的 2）结构是以硅氧四面体为结构的基础 3）每一个O2-只能连接2个硅氧四面体 4）硅氧四面体间只能共顶连接，而不能共棱和共面 连接
陶瓷材料如MgO,CaO, NiO,
CoO,MnO和PbO等都形成
该结构。岩盐型结构还是若干
复杂层状化合物结构的一部分。
根据鲍林静电价规则，
S=Z/n NaCl: 每一个Na+静电键强度是 1/6。正负离子的配位数相等， 都是6。因此键强度总和达到氯 离子的价电荷数(6x(1/6)=1) MgO: 阳离子Mg2+的静电键强 度是2/6 ,键强度总和等于氧离子 O2-的电价6x(2/6)=2
缺陷的含义：通常把晶体点阵结构中周期 性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。 理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。 实际晶体：存在着各种各样的结构的不完 整性。
晶体结构缺陷的类型
晶体结构缺陷
单相
ABAmBn
两相或多相
A+B
固溶体的分类 按溶质原子在溶剂晶格中的位置分
取代（置换）型固溶体：溶质原子进入晶体中 正常格点位置 填隙型固溶体：杂质原子进入溶剂晶格中的间 隙位置 按溶质原子在溶剂晶体中的溶解度分 连续固溶体：溶质和溶剂可以按任意比例相互 固溶 有限固溶体：溶质只能以一定的限量溶入溶剂 溶质的溶解度与温度有关
规律
杂质正、负离子分别进入基质的正、负离子的 位置晶格畸变小。不等价置换时，产生间隙 质点或空位。 高价正离子占据低价正离子位置时，该位置带 有有效正电荷产生正离子空位或间隙负离子。 低价正离子占据高价正离子位置时，该位置带 有有效负电荷产生负离子空位或间隙正离子。
CaCl2溶解在KCl中
3. 离子的电价
离子价相同或离子价总和相等才能生成连续置换 型固溶体
Ca[Al2Si2O8]-Na[AlSi3O8] (Na1/2Bi1/2)TiO3-PbTiO3 4. 电负性
电负性相近，有利于固溶体的生成；电负性差别 大，倾向于生成化合物
Darkon椭圆：溶质与溶剂半径差15%、电负性 差0.4-椭圆内的系统，65%具有很大的固溶度
七、非化学计量化合物
定比定律：化合物中不同原子的数量要保持固定的 比例。
非 化 学 计 量 化 合 物 （ nonstoichometric compound）：正负离子的比并非简单、固定的 值；组成和结构之间没有简单的对应关系 气氛的性质和分压 如：TiO2在还原气氛下形成TiO2-x（x=0-1） 空位；填隙原（离）子
溶入0.15的CaO，立方晶系、萤石结构，D 5.447 g cm3 ，a 0.513nm
ZrO2 CaO CaZr VO OO ,, ??? ZrO2 ,, 2CaO CaZr Cai 2OO 假设形成O 2-空位固溶体：
2021-2022高二化学苏教版选修2优化作业：2.2 氯碱生产 Word版含解析
其次单元氯碱生产1.家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物,通电时,发生器电解槽的极板上产生大量气泡,切断电源后,生成液具有猛烈的杀菌消毒力量。
与该反应器工作原理直接有关的化学方程式是()A.2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2OB.H2+Cl22HClC.2H2O2H2↑+O2↑D.2HClO2HCl+O2↑解析:依据发生器的反应物和反应条件,可以推想在发生器中电解食盐水,C中反应不会发生。
再依据生成液具有猛烈的杀菌消毒力量,结合电解食盐水后的产物可以推断Cl2和NaOH发生反应生成NaClO,A中反应也会发生。
答案:A2.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()解析:由电解原理可知,电解饱和NaCl溶液时阳极(电子流出的一端)发生反应:2Cl--2e-Cl2↑,可用淀粉KI溶液来检验产生的Cl2,阴极(电子流入的一端)发生反应:2H++2e-H2↑,同时由于该极因H+放电,而使溶液中c(OH-)增大,酚酞试液变红。
放出的H2用向下排空气法收集后可做爆鸣试验。
结合所给图示,电子流淌方向与题要求全都的有B、D两个选项,但因B选项不能检出是否产生Cl2,而不符合题意。
答案:D3.某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸取,制得有较强杀菌力量的消毒液,设计了如右图所示的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分推断正确的是()A.a为正极,b为负极;NaClO和NaClB.a为负极,b为正极;NaClO和NaClC.a为阳极,b为阴极;HClO和NaClD.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl解析:为了确保氯气吸取充分,应当使氯气在下端产生:2Cl--2e-Cl2↑(阳极反应),所以b为电池的正极。
Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,则漂白液的主要成分为NaCl、NaClO。
答案:B 4.电解饱和食盐水两电极上产生气体的体积比应是1∶1,但实际测量时却发觉V(H2)>V(Cl2)(常温常压),其缘由可能是()A.H2的摩尔质量比Cl2的小B.Cl2有刺激性气味C.H2的熔、沸点比Cl2的低D.H2的溶解度比Cl2的小解析:由于H2难溶于水而Cl2能溶于水,故实测V(H2)>V(Cl2)。
苏教版高一化学必修二专题一第二章中档难度提升题(word有答案)
苏教版高一化学必修二专题一第二章中档难度提升题（word 有答案）B．硫化氢的电子式：C．氯离子的结构示意图：+ 2﹣D．硫酸钾的电离方程式：K2SO4═2K +SO410．下列有关化学用语正确的是（）A．次氯酸的结构式：H﹣Cl﹣O B．二氧化碳的比例模型：C．甲基的电子式：D．纤维素的通式：（C6H12O6）n11．下列叙述错误的是（）A．用电子式表示HC1 的形成过程为B．U 核素的核内中子数是143C．在空气中加热金属锂的化学方程式为4Li+O22Li2OD．氯化铵的电子式为12．下列表示不正确的是（）A．氘的原子结构示意图B．CO2 的比例模型C．氯化碘的结构式I﹣Cl D．乙炔的电子式13．有关化学用语的表示中正确的是（）A．羟基电子式B．S2﹣的结构示意图C．乙烯的结构简式C H2CH2D．原子核内有20 个中子的氯原子Cl14．冰晶石可由Al（OH）3、NaCl、CaF2 及H2SO4 等原料生产。
有关化学用语表示错误的是（）A．冰晶石的化学式：Na3AlF5B．中子数为13 的铝原子：AlC．氯离子的结构示意图：D．CaF 2 的电子式：15．下列物质变化时，需克服的作用力不属于化学键的是（）A．HCl 溶于水B．I2 升华C．H2O 电解D．烧碱熔化16．乙烯分子中不存在（）A．非极性键B．极性键C．范德华力D．共用电子对17．下列化学用语不正确的是（）A．N2 的结构式：N≡N B．CO2 的电子式：C．NH3 的形成过程： D ．CaF2 的电子式：18．已知H Cl 的沸点为﹣85℃，则HI 的沸点可能为（）A．﹣167℃B．﹣87℃C．﹣35℃D．50℃19．下列说法不正确的是（） A．加热使碘升华是因为吸收的热量克服了分子间作用力 B．二氧化硅和干冰晶体类型不同，但晶体中的化学键类型相同C．H2O（液）=H2O（气）△H=+44 kJ/m ol，说明H﹣O 键键能为22kJ/mol D．冰醋酸晶体溶于水的过程中既破坏了分子间作用力，也破坏了部分化学键20．下列现象不能用“相似相溶”解释的是（）A．氯化氢易溶于水B．用C Cl4 萃取碘水中的碘 C．氯气易溶于N aOH 溶液D．苯与水混合静置后分层二．填空题（共10 小题）21．请从氮气、氢气、干冰、氯化钠和硫酸钠中选择适当的物质用化学式填空．（1）可充入食品包装袋中用以防腐的气体是．（2）可用于人工降雨的物质是 ． （3）可用作制氯气的原料是．22．硅、氮、硫的化合物与人类生活和生产有着密切的联系．请回答下列问题： （1）光导纤维被称为信息高速公路的骨架，其主要成分是（填化学式， 下同）（2）氮的化合物有很多，其中极易溶于水且常用作制冷剂的物质是 ．（3）硫有多种氧化物，其中能使品红溶液褪色的是 ．23．请按要求选择下列物质填空（填写化学式）： 金刚石 氮气 一氧化碳 磷酸铵 干冰 火碱 消石灰（1）能使人中毒的气体 ； （2）可用于人工降雨和灭火的物质 ； （3）可用于制肥皂、造纸等工业的碱 ；（4）自然界中天然存在的硬度最大的固体 ；（5）可作复合肥的物质 ． 24．用下列选项的字母代号填空A ．蛋白质B ．强氧化性C ．葡萄糖D ．变性E ．强酸性F ．淀粉G ．盐 析H ．强还原性（1）糖尿病是因为病人的尿液中含 而得名的。
晶体缺陷作业
晶体缺陷作业
1．在Fe中形成1mol空位的能量为104.675kJ，试计算从20℃升温至850℃时空位数目增加多少倍？
2．铝的空位形成能(EV)和间隙原子形成能(Ei)分别为0.76eV和3.0eV,求在室温(20℃)及500℃时铝空位平衡浓度与间隙原子平衡浓度的比值。
3.图所示某晶体滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环并受到一均匀切应力 的作
用，分析各段位错线的位错类型以及所受力的大小并确定其方向。
4.试分析在fcc中，下列位错反应能否进行?并指出其中三个位错的性质类型？
反应后生成的新位错能否在滑移面上运动？
5.假定图中的这两个位错正在扩大，试问两个位错环在交互作用时，是因塞积而钉扎还是形成一个大的位错环？
若图中的这两个刃型位错AB和CD的方向相反时，文正在扩大的位错环是相互钉扎还是形成一个大的弗兰克－瑞德位错源？。
【-学案导学设计】2020-2021学年高中化学(苏教版-必修2)课时作业-期中模块检测卷(含解析)
期中模块检测卷(时间：100分钟满分：100分)第Ⅰ卷(共48分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)1．2011年3月17日，因日本福岛第一核电站发生核辐射泄漏，放射碘可能被四周居民吸入，引发甲状腺疾病或甲状腺癌。
我国香港和内地毁灭抢购碘盐的疯狂热潮，用于防护核辐射，医疗专家提示：由于碘盐中碘含量相对较低，根本起不到预防放射性碘的作用，不行盲目过量吃碘盐或碘片，否则可能诱发甲状腺毒症、甲状腺技能减退、甲状腺肿等疾病。
已知核辐射中放射性碘(碘-131)的核电荷数为53，则下列说法不正确的是()A．碘131I原子核所含中子数是78B．核能的利用证明原子的可分性C．碘127I原子和放射性碘原子131I属于同位素D．碘127I原子和碘131I原子的质子数不同2．有人认为人体就是一架缓慢氧化着的“高级机器”，人体在生命过程中也需要不断地补充“燃料”。
依据这种观点，你认为人体通常摄入的下列物质不能看作“燃料”的是()A．淀粉类物质B．水C．脂肪类物质D．蛋白质3．下列说法正确的是()A．Li是最活泼的金属，F是最活泼的非金属B．Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强C．元素周期表中有7个主族，7个副族，1个0族，1个第Ⅷ族，共16纵行D．X2＋的核外电子数目为18，则X在第4周期第ⅡA族4．环境污染已成为人类社会面临的重大威逼，下列名词与环境污染有关的是()①酸雨②臭氧空洞③白色污染④温室效应⑤赤潮⑥光化学烟雾A．①③④⑤B．①②③④⑥C．③④⑤⑥D．①②③④⑤⑥5．下图中a、b分别是原电池的两极，接通电路后发觉a极板质量增加，b极板溶解，符合这一状况的是()a极板b极板a电极Z溶液A 锌石墨负极CuSO4B 石墨石墨负极NaOHC 银铁正极AgNO3D 铜石墨正极CuCl26.对于ⅥA族元素，下列叙述中不正确的是()A．CO2在常温下是气体，SiO2在常温下是固体B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在确定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋27．现在电池的种类格外多，且由电池造成的污染越来越严峻，下列电池不会造成环境污染的是() A．锂电池B．锌锰电池C．氢氧燃料电池D．镍隔电池8．依据化学反应的实质——旧键的断裂和新键的形成，推断下列变化不属于化学变化的是()A．固态硫S8加热变成S2蒸气B．金刚石在确定条件下转化为石墨C．干冰变成CO2气体D．Na2O转化为Na2O29．确定条件下，可逆反应2A B＋3C，在以下四种状况中处于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率A v(A)＝2 mol·L－1·min－1v(B)＝2 mol·L－1·min－1B v(A)＝2 mol·L－1·min－1v(C)＝2 mol·L－1·min－1C v(A)＝1 mol·L－1·min－1v(B)＝2 mol·L－1·min－1D v(A)＝1 mol·L－1·min－1v(C)＝1.5 mol·L－1·min－110.科学家猜想原子序数为114的元素，具有相当稳定性的同位素，它的位置在第7周期第ⅣA族，称为类铅。
1晶体结构缺陷习题课
解：缺陷反应式为
2 3 2 NiO 2 N i V O 2 O O Al Al O
2 3 Cr 2 O 3 2 Cr Al 3 O O
Al O
2
:
2
: 1
1
:
2 0.04%
0.5% :
0.5%
: 0.25%
0.02% :
固溶体的化学式为：
Al2－0.5％－0.04%Ni0.5%Cr0.04%O3－0.25% 即 Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.9975
(b) 如果CaF2晶体中，含有10－6的YF3杂质，则在1600℃时， CaF2晶体中是热 缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。
解：(a) 由题可知， Frankel缺陷形成能 < Schttky缺陷的生成能 由
n N exp( －E 2 KT )
知，
－ 19
Frankel缺陷浓度高，因而 是主要的。 在298K时， 在1873K时，
:1 :a
注：1＋X为正常结点数。
补充：
1、用ZrO2和0.25molCaO 制成固溶体，测得晶胞参数
a0＝0.5153nm，密度为＝5.184g/cm3， ZrO2为萤石结构，问主要 缺陷形式是何种？
分析：写出可能的缺陷反应式及固溶体分子式，然后计算相应的 理论密度，最后把计算密度与实测密度相比确定缺陷形式。 解：缺陷反应式
V Mg 3 O O
Y 2 O 3 2 Y Mg O i 2 O O
d
Al 2 O 3 2 2 A l V O 3 O O Zr ZrO
2 Al 2 O 3 2 3 A l Al Zr
缺陷化学
第六章
1. 缺陷概论
缺陷化学
材料研究中，为了得到满意的材料性能，要对缺陷的种类 和浓度进行控制：
为了得到性能优良的 n 型或 p 型半导体，需要在单晶硅 中掺入合适浓度的 P 或 Ga，而其他杂质的浓度要很低。 因而，在制备掺杂半导体之前，须制备高纯的单晶硅。
光纤需要高纯度的材料，杂质对材料性能损害很大。
2 杂质缺陷
外来杂质原子进入晶体会造成缺陷并可能 会形成固溶体。顾名思义，固溶体是一种“固 态溶液”，它可看成是杂质(溶质)在主晶体 (溶剂或称为基质)中溶解的产物。
3 非化学计量缺陷
有一些化合物，它们的化学组成会明显地 随着周围气氛的性质和分压大小的变化而偏离 化学计量组成，这是因为它们的晶格结点中带 有空位，或含有处于间隙位置的填隙原(离)子， 存在着缺陷，在组成和结构两方面显示出非化 学计量缺陷的特征。
§6．3 弗仑克尔缺陷
在形成热缺陷时，晶体中具有足够高能量的原(离) 子离开其平衡位置，挤入晶体中的间隙位置，造成微 小的局部晶格畸变，成为所谓填隙原子，而在其原来 的位置上形成空位，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。这 种填隙原子是晶体本身所具有的，所以又称为自填隙 原子，以区别于杂质原子。
弗仑克尔缺陷的特点是填隙原子或离子与晶格结 点空位成对出现，晶体内局部晶格畸变，但总体积不 发生可观察到的改变。
Y2O3:Eu3+ 荧光材料中，我们希望材料中仅含有确定浓 度的 Eu3+ 杂质，而要尽量排除其他杂质离子的存在，特 别是过渡元素离子和其他稀土离子。缺点和特点
2.理想晶体和实际晶体
理想晶体 ：一个理论上的概念 ，如果把一个理 想的完整晶体看成是完全有序的结构，那么它的 原子是静止不动的，并且电子处在最低能量状态 (价带)，导带中的能级全部空着。 实际晶体：真实晶体即使冷却到接近绝对零度的 温度，它们也很少达到完全有序的状态。至少可 以说，在绝对零度时，原子仍在作零点振荡，而 这种振荡可以看做是缺陷的一种形式。
第三章缺陷化学基础-2
Sr O (S )
Li2 O
S
r
• Li
V
L i
OO
化学式可表示为：Li2-2xSrx(VLi )xO
例2：MgCl2固溶在LiCl晶体中（产生正离子空位，生成置 换型SS）
M
gC l2(S )
LiC l
M
g
• L
i
V
L i
2C lCl
化学式可表示为：Li1-2xMgx(VLi )xCl
2Al3+ 3Mg2+
V
Mg
2 :3 :1
2x/3 : x : x/3
通式：
M
g
1
x
(V Mg
)x
3
Al2x
3
Al2O4
若有0.3分数的Mg2+被置换，则尖晶石化学式可写为 [Mg0. 7Al0.2(VMg)0.1]Al2O4 ，则每30个阳离子位置中有1个空位。
例1：写出SrO固溶在Li2O晶体中的缺陷反应（产生正离 子空位，生成置换型SS）及相应固溶体的化学式
由实验测定，也可以根据热力学原理进行计算。
❖填隙型固溶体的固溶度一般都是有限的，这是
因为填隙本身比较困难。
❖置换型固溶体的固溶度随体系的不同差异较大，
可以从几个 ppm 到 100%。
3.5.1 置换型固溶体
(1) 离子大小: Hume-Rothery 经验规则
相互取代的离子尺寸越接近，就越容易形成固溶体；原子半 径相差越大，溶解度越小。 若以r1和r2分别代表溶剂或溶质 离子半径，则：
3.4 缺陷反应方程
各类点缺陷，可以看作和原子、离子一样 的类化学组元，它们作为物质的组分而存 在，或者参加化学反应。因此材料中的缺 陷相互作用可以用缺陷反应方程式表示。
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第二章 缺陷化学作业
1. （a ）在NaCl 晶体中，肖特基缺陷生成能为
2.4eV ，试计算25℃和800℃时热缺陷浓度？
（b ）如果在NaCl 中，含有百分之二的
2CaCl 杂质，则在800℃时，NaCl 晶体中
热缺陷和杂志缺陷何者占优势，为什么？
2. 试写出以下缺陷方程，每组写两个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每组方程的固溶式。
23323
2232223(1)(2)(3)(4)(5)
MgO
Fe O YF Y O TiO Al O NiO CaF UO Al O −−−→−−−→−−→−−−→−−−→
3. 非化学计量化合物x Fe O 中，
32/0.1Fe Fe ++=，求x Fe O 中空位浓度及x
值？（提示：x Fe O 是23Fe O 溶解在FeO 中的非化学计量化合物，先写出缺陷方程式，然后根据32/0.1Fe Fe
+
+
=，计算x 值）。
4. 在氧化铁中含有52氧原子百分数，氧化铁晶格常数为0.429nm 。
（a ）求23/Fe
Fe
+
+
之比例是多少？（b ）这种氧化铁（1x Fe O -）的密度是多少？
5. 1x Fe O -是NaCl 型结构，如果每10个晶胞中有一个晶胞内发生一个2Fe
+
被一个
3Fe +所取代，求每cm 3中空位个数？
6. 非化学计量缺陷的浓度与周围气的性质、压力大小相关。
如果增大周围氧气的分压，
1x Zn O +和2x TiO -的密度将发生怎样的变
化，为什么？
7. 23Al O 在MgO 中将形成有限固溶体，在低共熔温度（1995℃）时，约有18％23Al O 溶入MgO 中，MgO 单位晶胞尺寸减小，试预计下列情况下的密度变化。
（a ）生成填隙型固溶体。
（b ）生成置换型固溶体。
（提示：先写出两类固溶体的缺陷方程，再写出两类固溶体的固溶式。
将质量百分数化成摩尔百分数，写出两类固溶体的分子式。
若假定MgO 晶胞尺寸不变，求两类固溶体之密度，并比较之）
答案： 2（3）中，
333
'
2'2'''22326236YF Y F F YF Y i F
YF Y i F CaF Ca V F CaF Ca Ca F CaF V Ca F •••••−−→++−−→++−−→++置换（易）
间隙
而3一般不发生
2（4）中，
232323'''2''2'''2336223364Y O Y O Y Y O Y i O
Y O i O Y UO U O V UO U O O UO U O V •
•−−−→++−−−→++−−−→++g g g g 置换（易）间隙
而一般不发生
第3题中的空位浓度应为0.0225，请大家再考虑一下。