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材料化学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料化学中，以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 陶瓷C. 铝D. 铜答案：B2. 以下哪种技术不是用于制备纳米材料的？A. 溶胶-凝胶法B. 激光烧蚀C. 机械研磨D. 电化学沉积答案：C3. 材料的热处理过程中，淬火的目的是：A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少脆性D. 增加导电性答案：A4. 下列哪种材料具有超导性？A. 铜B. 铝C. 陶瓷D. 铌钛合金答案：D5. 以下哪种材料是半导体材料？A. 石墨B. 金刚石C. 硅D. 金答案：C6. 材料的疲劳断裂通常发生在：A. 材料表面B. 材料内部C. 材料的缺陷处D. 材料的接合处答案：C7. 以下哪种测试方法用于评估材料的热稳定性？A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 热重分析D. 硬度测试答案：C8. 材料的断裂韧性通常用以下哪个参数表示？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 疲劳极限D. 临界应力强度因子答案：D9. 以下哪种材料是磁性材料？A. 橡胶B. 塑料C. 铁D. 玻璃答案：C10. 材料的塑性变形通常发生在：A. 弹性范围之外B. 弹性范围之内C. 断裂点D. 疲劳点答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够发生形变而不立即断裂的能力。
答案：韧性2. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时，能够抵抗永久变形的能力。
答案：硬度3. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够抵抗断裂的能力。
答案：强度4. 纳米材料的______特性使其在许多领域具有独特的应用潜力。
答案：量子尺寸效应5. 材料的______是指材料在受到重复或交变应力作用时，发生断裂的能力。
答案：疲劳6. 材料的______是指材料在受到温度变化时，能够保持其性能不变的能力。
答案：热稳定性7. 材料的______是指材料在受到电场作用时，能够抵抗电流通过的能力。
第六章一 选择题（1）合成氨反应H 2(g)＋3H 2(g)ƒ2NH 3(g)达到平衡后加入惰性气体，且保持系统温度、总压不变（气体为理想气体），则（ ） （A ）2n N 减少，2n H 减少，3n NH 增加，θp K 不变 （B ）2n N 减少，2n H 减少，3n NH 增加，θp K 增加 （C ）2n N 不变，2n H 不变，3n NH 不变，θp K 不变 （D ）2n N 增加，2n H 增加，3n NH 减少，θpK 不变（2）已知某温度下，反CO(g)＋H 2O(g)ƒH 2(g)＋CO 2(g)放热，达平衡后，采取下列哪种措施能是反应的进度发生变化？ （ ） （1）加大压力；（2）升高温度；（3）保持温度和压力不变；（4）加入惰性气体。
（A ）2 （B ）3、4 （C ）1 （D ）2、3 （3）反应2c(s)＋O 2(g)ƒ2CO(g),1θ/()r m G J mol -∆g =232600167.8/T K--，若温度增加，则：（A ）θr mG ∆变负，反应更完全 （B ）θpK 变大，反应更完全（C ）θpK 变小，反应更不完全 （D ）无法判断（4）PCl 5的分解反应PCl 5(g)ƒPCl 3(g)＋Cl 2(g),在473K 达平衡时，PCl 5有48%分解，在573K 时PCl 5有97%分解，则此反应为（ ）（A ） 放热 （B ）吸热 （C ）即不放热也不吸热 （D ）无法确定（5）在等温等压下，当反应的θr mG ∆=51J mol -g 时，该反应能否进行？（A ）能正向自发进行 （B ）能逆向自发进行 （C ）不能判断 （D ）不能进行（6）同一化学变化，若反应式的计量系数不同，其平衡常数θpK 和标准吉布斯自由能变化为（ ）（Ａ）θp K 相同 θr mG ∆不同 （Ｂ）θpK 不同θr mG ∆相同（Ｃ）θpK 、θr mG ∆都不同 （D ）θpK 、θr mG ∆都相同（7）已知反应2NH 3ƒN 2＋3H 2 ，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2N 2(g)＋3/2H 2(g)ƒNH 3(g)的标准平衡常数为（ ）（Ａ）４ （B ） ０.５ （２） （１） （８）理想气体反应N 2H 5(g)ƒN 2O 4(g)＋1/2(g)的θ,θ141.84k 0r m r p m H J mol G -∆=∆=g ，。
模拟试卷一一、解释下列问题(30分每题５分)１、非均相成核：母液中存在某界面(空位、杂质、位错），成核会优先在界面上进行，这种成核系统为非均相成核.2、非稳定扩散:扩散过程中任一点浓度随时间变化。
3、无序扩散:无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力,由热起伏引起的扩散。
质点的扩散是无序的、随机的.４、烧结宏观定义:粉体在一定温度作用下,发生团结，使气孔率下降,致密度提高,强度增大,晶粒增长,这种现象即为烧结。
5、互扩散推动力:化学位梯度。
二、分析说明:为什么非均相成核比均相成核更易进行?(10分)因为:△G＃c=△G c。
f(θ）并且：ｆ(θ）＝（２＋ＣＯSθ）(1— CＯSθ）2／4,当:θ=９０度时，f（θ）=(２+COSθ）（1—CＯSθ)２／４=(2＋０)（1—０）2/4=２／4＝1/2，所以：△G＃ｃ=△Gｃ。
f(θ）=1／2.△Gc，即:非均相成核所需能量是均相成核的一半,杂质存在有利成核。
三、说明下列问题（20分）1、相变过程的推动力:相变推动力为过冷度(过热度）的函数,相平衡理论温度与系统实际温度之差即为相变过程的推动力。
ΔG=ΔH—TΔH/T0=ΔHT0—T/T0=ΔH。
ΔT／T0式中：T0——相变平衡温度，ΔH—-相变热,T－—－任意温度.自发反应时：ΔG〈0,即ΔＨ。
ΔT/T0＜0相变放热（凝聚,结晶):ΔH〈0 则须：ΔT〉0，T0〉Ｔ，过冷,即实际温度比理论温度要低,相变才能自发进行。
相变吸热（蒸发,熔融）:ΔＨ〉０,ΔＴ〈0 , T０<Ｔ，过热.即实际温度比理论温度要高，相变才能自发进行.２、说明斯宾那多分解相变和成核—生长相变的主要区别？组成变-不变；相分布和尺寸有规律—无规律;相颗粒高度连续性非球型—连续性差的球型四、说明下列问题（20分）１、什么是马氏体相变?说明其相变的特点?钢淬火时得到的一种高硬度结构的变化过程。
特点:具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、相变速度快可达声速、相变有一定范围．2、说明影响固相反应的因素？反应物化学组成与结构的影响；颗粒度和分布影响；反应温度、压力、气氛影响;矿化剂的影响.五、说明影响扩散的因素？（20分)化学键:共价键方向性限制不利间隙扩散,空位扩散为主．金属键离子键以空位扩散为主，间隙离子较小时以间隙扩散为主.缺陷:缺陷部位会成为质点扩散的快速通道,有利扩散。
物化基础知识试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 物质的三态变化中，下列哪种变化是吸热过程？A. 熔化B. 凝固C. 液化D. 升华答案：A2. 根据理想气体状态方程 PV=nRT，当温度不变时，气体的压强与体积成什么关系？A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案：B3. 以下哪种物质不属于晶体？A. 食盐B. 冰C. 玻璃D. 金属答案：C4. 物质的比热容是指单位质量的物质温度升高1摄氏度所需要的热量，下列物质中比热容最大的是？A. 水B. 铜C. 铁D. 铝答案：A5. 以下哪种现象不属于布朗运动？A. 悬浮在空气中的花粉颗粒的随机运动B. 悬浮在水中的花粉颗粒的随机运动C. 悬浮在液体中的固体颗粒的随机运动D. 悬浮在气体中的固体颗粒的随机运动答案：D6. 物质的导热性能与其结构有关，以下哪种物质的导热性能最好？A. 玻璃B. 橡胶C. 金属D. 木材答案：C7. 物质的扩散现象表明了分子的什么特性？A. 静止B. 有序排列C. 无规则运动D. 高速运动答案：C8. 物质的表面张力是由于分子间的哪种力引起的？A. 引力B. 斥力C. 静电力D. 磁力答案：A9. 物质的相变过程中，哪种过程不涉及相的变化？A. 蒸发B. 凝结C. 沉淀D. 溶解答案：D10. 物质的热膨胀系数是指单位温度变化时，物质体积的相对变化量。
以下哪种物质的热膨胀系数最大？A. 铁B. 铜C. 铝D. 水答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 物质的三态变化包括______、______和______。
答案：熔化、汽化、凝固2. 理想气体状态方程为______，其中P表示压强，V表示体积，n表示摩尔数，R是______，T表示温度。
答案：PV=nRT，气体常数3. 晶体与非晶体的主要区别在于晶体具有______，而非晶体没有。
答案：规则的几何外形和内部结构4. 物质的比热容越大，其吸收或释放相同热量时，温度变化越______。
材料化学专业试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种物质不属于材料化学的研究范畴？A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 生物高分子D. 塑料制品答案：D2. 材料的微观结构对其宏观性能有重要影响，以下哪项不是微观结构的描述？A. 晶格结构B. 缺陷C. 相界面D. 颜色答案：D3. 下列哪种材料具有铁磁性？A. 铜B. 铝C. 镍D. 铅答案：C4. 材料的热处理过程中，淬火的目的是什么？A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少成本D. 提高导电性答案：A5. 下列哪种现象不属于材料的老化？A. 氧化B. 腐蚀C. 磨损D. 熔化答案：D6. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪项性能？A. 硬度B. 韧性C. 强度D. 塑性答案：B7. 下列哪种材料具有最高的热导率？A. 石墨烯B. 硅C. 橡胶D. 玻璃答案：A8. 材料的疲劳寿命与加载频率的关系是什么？A. 正比B. 反比C. 无关D. 先增加后减少答案：B9. 下列哪种合金具有形状记忆效应？A. 铝合金B. 铜合金C. 镍钛合金D. 铁合金答案：C10. 在材料科学中，霍尔效应常用于测量材料的哪种性质？A. 电阻率B. 热导率C. 磁导率D. 载流子浓度答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11. 材料的硬度是指材料抵抗塑性变形的能力。
12. 材料的断裂强度是指材料在断裂前能承受的最大应力。
13. 陶瓷材料通常具有高熔点、硬度大和良好的化学稳定性等特点。
14. 金属材料的腐蚀可以通过涂层、阴极保护或使用耐腐蚀合金等方法来减缓。
15. 材料的疲劳是指在循环应力下材料逐渐损伤直至断裂的过程。
16. 材料的导热性能可以通过测量其热导率来评估。
17. 材料的弹性是指在外力作用下材料发生形变，去除外力后能恢复原状的性质。
18. 聚合物的玻璃化转变温度是指聚合物从玻璃态转变为高弹态的温度。
19. 纳米材料的特殊性质包括光学性质、磁学性质和催化性质等。
物化习题解答热⼒学第⼀定律22. 某双原⼦理想⽓体1mol从始态350K，200Kpa经过如下四个不同的过程到达各⾃的平衡态。
求各过程的功：（1）恒温可逆膨胀⾄50Kpa；（2）恒温反抗50 Kpa恒外压膨胀50Kpa；（3）绝热可逆膨胀⾄50Kpa；（4）绝热反抗50Kpa恒外压膨胀到50Kpa。
解：（1） W=-??-=2121/VVVVVdVRTPdV=RTlnV1/V2=RTlnP2/P1W=8.314*350ln(50/200)=-4.034KJ(2) W=-P2*（V2-V1）=-P2*(RT/P2-RT/P1)=P2/P1*RT-RT=-3/4RT=-3/4*8.314*350=-2.183KJ(3) γ=C pm/C vm=7/2R/5/2R=1.4绝热过程⽅程：（T2/T1）*(P2/P1)(1-γ)/γ=1T2/350=(200/50)-0.4/1.4T2=350*(1/4)0.4/1.4=235.5KW=△U=Cvm*(T2-T1)=5/2*R*(235.5-350)=-2.38KJ(4)δQ=0, ΔU=WCvm*(T2-T1)=-P2*(V2-V1)5/2*R*(T2-T1)=-P2*(RT1/P2-RT2/P1)7/2*T2=11/4*T1 T2=275K的温度，及整个过程的Q、W、ΔU及ΔH。
T 1=300K 恒温可逆 T2=300K 绝热可逆 T3=?P 1=200Kpa 双原⼦理想⽓体→1Q P2=50KPa→=02Q P3=200KPa5mol解:T3=T2*(P2/P1)(1-γ)*γ=445.8K γ=1.4ΔU=nC(T-T)=5*8.314*(445.8-300)*5/2 =15.15KJ△H=nCpm(T 3-T 1)=21.21KJQ=Q 1=-W 1=∫PdV=nRTlnV 2/V 2=nRTlnP 1/P 2 Q=17.29KJW=△U-Q=15.15-17.29=-2.14KJ32. 已知⽔（H 2O ）在100oC 时的摩尔蒸发焓为ΔvapHm =40.668 KJ/mol 。
热力学第一定律22. 某双原子理想气体1mol从始态350K，200Kpa经过如下四个不同的过程到达各自的平衡态。
求各过程的功：（1）恒温可逆膨胀至50Kpa；（2）恒温反抗50 Kpa恒外压膨胀50Kpa；（3）绝热可逆膨胀至50Kpa；（4）绝热反抗50Kpa恒外压膨胀到50Kpa。
解：（1） W=-⎰⎰-=2121/VVVVVdVRTPdV=RTlnV1/V2=RTlnP2/P1W=8.314*350ln(50/200)=-4.034KJ(2) W=-P2*（V2-V1）=-P2*(RT/P2-RT/P1)=P2/P1*RT-RT=-3/4RT=-3/4*8.314*350=-2.183KJ(3) γ=C pm/C vm=7/2R/5/2R=1.4绝热过程方程：（T2/T1）*(P2/P1)(1-γ)/γ=1T2/350=(200/50)-0.4/1.4T2=350*(1/4)0.4/1.4=235.5KW=△U=Cvm*(T2-T1)=5/2*R*(235.5-350)=-2.38KJ(4)δQ=0, ΔU=WCvm*(T2-T1)=-P2*(V2-V1)5/2*R*(T2-T1)=-P2*(RT1/P2-RT2/P1)7/2*T2=11/4*T1 T2=275K∴W=ΔU=Cvm(T2-T1)=5/2*R*(275-350)=-1.559KJ23. 5mol双原子理想气体从始态300K，200Kpa，先恒温可逆膨胀到压力为50Kpa，再可逆压缩（绝热）到200 Kpa，求末态的温度，及整个过程的Q、W、ΔU及ΔH。
T 1=300K 恒温可逆 T2=300K 绝热可逆 T3=?P 1=200Kpa 双原子理想气体−→−1Q P2=50KPa−−→−=02Q P3=200KPa5mol解:T3=T2*(P2/P1)(1-γ)*γ=445.8K γ=1.4ΔU=nC(T-T)=5*8.314*(445.8-300)*5/2 =15.15KJ△H=nCpm(T 3-T 1)=21.21KJQ=Q 1=-W 1=∫PdV=nRTlnV 2/V 2=nRTlnP 1/P 2 Q=17.29KJW=△U-Q=15.15-17.29=-2.14KJ32. 已知水（H 2O ）在100oC 时的摩尔蒸发焓为ΔvapHm =40.668 KJ/mol 。
材料化学专业试题及答案一、单选题（每题1分，共20分）1. 材料化学中，以下哪个元素的原子半径最大？A. 锂B. 钠C. 钾D. 铯2. 金属氧化物的导电性通常如何？A. 良好B. 较差C. 不导电D. 取决于金属类型3. 以下哪种材料不是陶瓷材料？A. 氧化铝B. 硅酸盐C. 聚四氟乙烯D. 碳化硅4. 以下哪种材料属于高分子材料？A. 石墨B. 玻璃C. 聚乙烯D. 碳钢5. 材料的硬度通常与下列哪个因素有关？A. 原子间键的强度B. 材料的密度C. 材料的颜色D. 材料的导电性6. 以下哪种材料是半导体材料？A. 铜B. 铁C. 硅D. 银7. 材料的韧性是指材料的哪种性能？A. 抗拉强度B. 抗剪强度C. 抗冲击性能D. 耐磨性能8. 以下哪种材料是磁性材料？A. 铝B. 铜C. 铁D. 铅9. 材料的热膨胀系数是指什么？A. 材料在受热时体积的变化率B. 材料在受冷时体积的变化率C. 材料在受热时长度的变化率D. 材料在受冷时长度的变化率10. 以下哪种材料是绝缘体？A. 橡胶B. 玻璃C. 石墨D. 铜11. 材料的导热性与下列哪个因素有关？A. 材料的密度B. 材料的硬度C. 材料的导电性D. 材料的化学结构12. 以下哪种材料是生物降解材料？A. 聚氯乙烯B. 聚丙烯C. 聚乳酸D. 聚苯乙烯13. 材料的电化学腐蚀通常发生在哪种环境下？A. 干燥环境B. 真空环境C. 潮湿环境D. 无氧环境14. 以下哪种材料是超导材料？A. 铜B. 铝C. 铅D. 铌15. 材料的疲劳是指什么？A. 材料在反复受力后逐渐破坏的过程B. 材料在高温下逐渐破坏的过程C. 材料在低温下逐渐破坏的过程D. 材料在化学作用下逐渐破坏的过程16. 以下哪种材料是光学材料？A. 硅B. 石英C. 橡胶D. 聚酯17. 材料的弹性模量是指什么？A. 材料在受力时的形变程度B. 材料在受力时的恢复程度C. 材料在受力时的应力与应变的比值D. 材料在受力时的应力与形变的比值18. 以下哪种材料是耐火材料？A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 橡胶19. 材料的断裂韧性是指什么？A. 材料在受到冲击时的破坏程度B. 材料在受到拉伸时的破坏程度C. 材料在受到压缩时的破坏程度D. 材料在受到剪切时的破坏程度20. 以下哪种材料是电绝缘材料？A. 铝B. 铜C. 橡胶D. 石墨二、多选题（每题2分，共20分）1. 以下哪些因素会影响材料的导电性？A. 材料的化学结构B. 材料的晶体结构C. 材料的表面状态D. 材料的温度2. 以下哪些材料属于复合材料？A. 玻璃钢B. 碳纤维C. 铝合金D. 陶瓷基复合材料3. 以下哪些材料是热塑性塑料？A. 聚氯乙烯B. 聚丙烯C. 聚四氟乙烯D. 聚碳酸酯4. 以下哪些材料是热固性塑料？A. 酚醛树脂B. 环氧树脂C. 聚酰亚胺D. 聚酯5. 以下哪些因素会影响材料的热膨胀系数？A. 材料的化学成分B. 材料的晶体结构C.。
物化练习题及答案一、选择题（每题4分，共40分）1. 锌可以和下列哪种物质发生反应？A. 铜B. 铝C. 钢铁D. 铂答案：A2. 以下哪个元素是地球上最常见的金属元素？A. 铁B. 铝C. 铜D. 锌答案：B3. 哪种燃料的能量密度最高？A. 木材B. 天然气D. 汽油答案：D4. 以下哪种物质在常温下为液体？A. 铁B. 铝C. 汞D. 铂答案：C5. 温度为摄氏零下273.15度时，气体的体积为零，这一温度点被称为：A. 绝对零度B. 熔点C. 沸点D. 环境温度答案：A6. 水在常温下的存在形态是：A. 液体C. 固体D. 上述都是答案：D7. 以下哪个元素是地球上最常见的非金属元素？A. 氧B. 氮C. 碳D. 硅答案：A8. 化学式H2O表示的物质是：A. 水B. 氧气C. 化学反应D. 碳酸答案：A9. 哪种金属在常温下属于液体？B. 铝C. 汞D. 铜答案：C10. 化学名称Fe表示的元素是：A. 铝B. 铁C. 铅D. 锡答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 短程有色金属成本较低，适合制造耐腐蚀、散热等需要。
答案：铝2. 电子元器件中常使用的金属材料是导体。
答案：铜3. 在自然界中，最多的元素是氢。
答案：氢4. 所有物质由不可再分割的最小粒子组成，称为原子。
答案：原子三、简答题（每题10分，共40分）1. 解释物质的三态是什么？并举例说明。
答案：物质的三态分别是固态、液态和气态。
在固态下，物质的分子密集排列，不易流动，例如冰。
在液态下，物质的分子较为稀疏，可以流动，例如水。
在气态下，物质的分子排列较为松散，具有较高的热运动能量，例如水蒸气。
2. 什么是化学反应？举例说明。
答案：化学反应是指物质在化学变化过程中，原有的物质经过分子之间的构建、断裂和重新组合，形成新的物质的过程。
例如，当铁与氧气反应形成铁锈时，化学反应发生。
3. 解释燃烧现象的化学原理。
答案：燃烧是一种快速氧化反应，它需要燃料、氧气和可燃物质达到着火点的温度。
无机材料物理化学试题1一、填空题（每空1分，共20分）1.晶体结构中的热缺陷有 和 二类。
2.三T 图中三个T 代表 、 和 。
3.玻璃具有下列通性： 、 、 和 。
4.固体中质点扩散的推动力是 ，液－固相变过程的推动力是 ，烧结过程的推动力是 。
5.试验测得NaCl 的扩散系数与温度关系如图所 示，直线（1）属 扩散，直线（2） 属 扩散；如果提高NaCl 的纯度， 两直线的转折点向 方向移动。
6. 组成Na 2O . 1/2Al 2O 3 . 2SiO 2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为－－－－。
7．在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，体系的粘度 、析晶能力 。
8. 写出缺陷反应式二．（10分）已知O 2溶解在FeO 晶体中形成贫铁氧化物Fe 1-X 的反应如下：试用扩散的微观理论推导Fe 2＋的扩散系数D Fe2＋与氧分压P O2的关系式。
三．（10分）写出杨德尔模型要点及动力学关系式，为什么在转化率高时出现偏差？金斯特林格主要在杨德尔模型的基础上考虑了什么影响？四 （15分）说明影响扩散的因素？五 （15分）试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B 2O 3后熔体粘度的变化？为什么？ 六 （10分）简要说明：（1） 材料烧结时四种最基本的传质机理是什么？少量添加剂能促进烧结，其原因是什么？（2） 说明晶粒长大和二次再结晶这两种过程的主要区别，在工艺上如何防止晶FLnD 1/T(非化学计量扩logD1000/T(1)(2)−−→−−−→−322232O Y CeOZrO O La （负离子空位）。
（负离子间隙）。
∙+''++FeFe o 2Fe 2Fe V (g)＝O O 212Fe粒异常长大？ 七 （20分）分析下列相图1.划分副三角形；2.用箭头标出界线上温度下降的方向及界线的性质；3.判断化合物S 的性质；4.写出各无变量点的性质及反应式；5.分析点1、2熔体的析晶路程。
第三章 材料的性能 1.用固体能带理论说明什么是导体，半导体，绝缘体？ 答：固体的导电性能由其能带结构决定。
对一价金属（如Na ），价带是未满带，故能导电。
对二价金属（如Mg ），价带是满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，满带中的电子能占据空带，因而也能导电。
绝缘体和半导体的能带结构相似，价带为满带，价带与空带间存在禁带。
禁带宽度较小时（0.1—3eV ）呈现半导体性质，禁带宽度较大（＞5eV ）则为绝缘体。
答案或者是： 满带：充满电子的能带 空带：部分充满或全空的能带 价带：价电子填充的能带 禁带：导带及满带之间的空隙 （其中，空带和价带是 导带） 导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。
半导体：价带全满，禁带宽度在0.1-3eV 之间，此时，电子可以通过吸收能量而实现跃迁。
绝缘体：价带全满，禁带宽度大于5eV ，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁 2、 有一根长为5 m ，直径为3mm 的铝线，已知铝的弹性模量为70Gpa ，求在200N 的拉力作用下，此线的总长度。
= 5.002 m 3.试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈？ 答:锈蚀机理不同，前者为化学腐蚀，后者为电化学腐蚀铝是一种较活泼的金属，但因为在空气中能很快生成致密的氧化铝薄膜，所以在空气中是非常稳定的。
铁与空气中的水蒸气，酸性气体接触，与自身的氧化物之间形成了腐蚀电池，遭到了电化学腐蚀，所以容易生锈。
4.为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞？答：因为普通的无机玻璃主要含二氧化硅，二氧化硅是一种酸性的氧化物，在碱液中将会被溶解或侵蚀，其反应为：SiO2+2NaOH →Na2SiO3+H2O5.何种结构的材料具有高硬度？如何提高金属材料的硬度？答：由共价键结合的材料具有很高的硬度，这是因为共价键的强度较高。
无机非金属材料由离子键和共价键构成，这两种键的强度均较高，所以一般都有较高硬度，特别是当含有价态较高而半径较小的离子时，所形成的离子键强度较0/F A σ= (H E σε=00()/l l lε=-()/l l l ε=-高(因静电引力较大)，故材料的硬度较高。
第一章参考答案一、判断题解答：1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH = 0。
2．错，均相系统的V才与总物质的量成正比。
3．错，两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相封闭系统才成立。
4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。
5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。
6．第一个结论正确，第二个结论错。
7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。
8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。
9．对。
10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。
11．错，该过程的p环 = 0，不是恒压过程。
12．错，在升温过程中有相变化。
13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。
14．错，Δ(pV)是状态函数的增量，与途径无关，也不等于功。
15．错，环境并没有复原。
16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。
17．错，若有外摩擦力(广义)存在，则不可逆。
18．对。
19．对，。
20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。
21．错，该条件对服从pV m = RT + bp的气体也成立。
22．错，(∂U/∂V)p≠(∂U/∂V)T。
23．错，U = H - pV。
24．错，标准生成焓没有规定温度的值。
25．错，该过程不是可逆过程。
26．错，理想气体等温可逆压缩时向环境传热温度不变。
27．错，机械搅拌时W’≠0 ；28．错，两个过程的ΔT不同。
二、单选题答案：1. A；2. C；3. D；4. C；5. B；6. C；7. A； 8. A； 9. D； 10.B； 11.A； 12.A；13.A；14.D；15.B；16.A；17.B； 18.D；19.B； 20.A； 21.B； 22.A； 23.C； 24.C；25.B； 26.C； 27.D； 28.B； 29.D； 30.B。
第一章习题解答1.1 物质的体膨胀系数αV与等温压缩率κT的定义如下：试导出理想气体的、与压力、温度的关系解：对于理想气体： PV=nRT , V= nRT/P求偏导：1.2 气柜储存有121.6kPa，27℃的氯乙烯（C2H3Cl）气体300m3，若以每小时90kg的流量输往使用车间，试问储存的气体能用多少小时？解：将氯乙烯(M w=62.5g/mol)看成理想气体： PV=nRT , n= PV/RTn=121600300/8.314300.13 (mol)=14618.6molm=14618.662.5/1000(kg)=913.66 kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.3 0℃，101.325kPa的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度？解：将甲烷(M w=16g/mol)看成理想气体： PV=nRT , PV =mRT/ M w甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w/RT=101.32516/8.314273 .15(kg/m3)=0.714 kg/m31.4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g。
若改充以25℃，13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。
试估算该气体的摩尔质量。
水的密度按1 g.cm-3计算。
解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ M wM w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)8.314300.15/(1333010010-6)M w =30.51(g/mol)1.5 两个容器均为V的玻璃球之间用细管连接，泡内密封着标准状况下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中的气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：因加热前后气体的摩尔数不变：加热前： n=2 P1V/RT1加热后： n=P1V/RT1 PV/RT2列方程：2 P1V/RT1=P1V/RT1 PV/RT2P=2 T 2P1/( T1T2)=2373.15100.325/(373.15273.15)kPa=115.47kPa1.6 0℃时氯甲烷（CH3Cl）气体的密度ρ随压力的变化如下。
《材料物理化学》考试试卷（二）标准答案及评分细则一、填空题（每题1分，共15分）1、均匀部分p=1 F=12、空位质点（原子）位置N位置处空位3、聚合物理论低高4、组成温度5、近程远程无定形物质晶体二、名词解释1、色心——由晶格缺陷俘获自由电子或电子空穴构成的显色中心，一般由电子补偿的一种缺陷。
2、吸附——材料表面的原子由于剩余键力的作用吸引其它原子或分子的一种现象。
3、胶体——由物质三态组成的高分散度粒子为分散相，分散于另一相所形成的表面能较大的不稳定体系。
4、一致熔化合物——熔化时，液相组成与其固相组成相同的化合物。
5、置换型固溶体——杂质原子进入晶体后置换原来晶体中原子而形成的固溶体。
要求细则：必须在名词解释中基本上把词的意思解释清楚，并答对名词的要点。
并不要求与答案的原话一字不差。
三、判断题（每题2分，共10分）1、Х2、Х3、√4、Х5、Χ四、选择题（每题3分，共12分）1、B2、A3、C4、B 五、计算题（10分）COSØ=(r sv-r sl)/r lv=(0.9-2.3)/1.72=-0.8139 Ø=144.48°因为144.48°>90°则液态铁不能润湿氧化铝，且润湿角为144.48°。
要求：写出公式给3分，正确填入数据给2分，结果正确给2分，回答不能润湿给3分。
六、分析题（每题9分，共18分）1、新的塑料表面能大，无任何吸附，故互相之间相似表面结构而互相吸引。
（4分）用旧了以后，因表面能降低而且吸附了外界杂质，成不相似表面而难以吸附。
（5分）2、第一规则：[SiO4]作为配位多面体，配位数为4。
（3分）第二规则：O2- 2＝4／4＋3×2／6＝2 符合（4分）第三规则：[SiO4]呈孤岛状结构存在，互相之间不连接，保持了结构的稳定。
（2分）七、问答题（共20分）1、固相反应：固体参与直接化学反应并发生化学变化，同时至少在一个过程中起控制作用的反应。
第一章几何结晶学基础1-1. 晶体、晶胞的定义；空间格子构造的特点；晶体的基本性质。
1-2. 参网页上的模型，运用对称要素组合定律，写出四方柱、六方柱、四方四面体、斜方双锥、六八面体、三方柱、复三方三角面体、四六面体的点群符号，并写出其所属的晶系和晶族。
1-3. 参阅网页上的模型，请确定单型中的六八面体、复三方偏三角面体、复六方双锥、和聚型中2、3、4号模型在晶体定向中，各晶体的晶轴分别与哪些对称轴重或晶棱方向平行？1-4. 请写出单型三方柱、四方柱、四方双锥、六方柱、菱面体、斜方双锥各晶面的主要晶面符号。
1-5. 请写出下列聚型模型各晶面的晶面符号：1、2、3、4。
两个对称面相互成1）60°、2）90°、3）45°、4）30°，可组合成什么点群？1-6. 由两根相交的二次轴互成1）90°、2）60°、3）45°、4）30°，可以组合成什么点群？试在面心立方格子中画出菱面体格子1-7. 一晶面在X、Y、Z轴分别截得2、4、6个轴单位，请写出此晶面符号。
1-8. 作图表示立方晶体的（123）、（012）、（421）晶面。
1-9. 在六方晶体中标出晶面（0001）、（2110）、（1010）、（1120）、（1210）的位置。
1. 答：晶体最本质的特点是其内部的原子、离子、或原子集团在三维空间以一定周期性重复排列而成 , 晶体的空间格子构造有如下特点：结点空间格子中的点，在实际晶体中它们可以代表同种质点占有的位置，因此也称为晶体结构中的等同点位置。
行列结点在一维方向上的排列 . 空间格子中任意两个结点连接的方向就是一个行列方向。
面网结点在平面上的分布构成面网。
空间格子中，不在同一行列上的任意三个结点就可联成一个面网。
平行六面体空间格子中的最小单位。
它由六个两两平行且大小相等的面组成。
晶体的基本性质是指一切晶体所共有的性质，这些性质完全来源于晶体的空间格子构造。
材料物理化学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料的硬度通常由哪种物理性质决定？A. 弹性B. 塑性C. 脆性D. 韧性答案：D2. 下列哪种材料属于复合材料？A. 纯铁B. 不锈钢C. 碳纤维增强塑料D. 玻璃答案：C3. 材料的导电性主要取决于其内部的什么？A. 原子B. 分子C. 离子D. 电子答案：D4. 金属的塑性变形通常发生在哪个温度区间？A. 室温B. 低温C. 高温D. 熔点答案：A5. 下列哪种材料具有超导性？A. 铜B. 铝C. 陶瓷D. 铌钛合金答案：D6. 材料的疲劳是指材料在什么条件下的性能下降？A. 长时间暴露在高温下B. 长时间承受循环应力C. 长时间暴露在潮湿环境中D. 长时间承受静载荷答案：B7. 材料的断裂韧性通常用来衡量什么？A. 材料的硬度B. 材料的脆性C. 材料的韧性D. 材料的强度答案：C8. 材料的热膨胀系数是指什么？A. 材料在受热时体积的变化率B. 材料在受热时长度的变化率C. 材料在受热时重量的变化率D. 材料在受热时硬度的变化率答案：B9. 材料的热导率是指什么？A. 材料在受热时的膨胀率B. 材料在受热时的熔化速率C. 材料在单位时间内传递热量的能力D. 材料在单位时间内吸收热量的能力答案：C10. 材料的相变温度是指什么？A. 材料从固态变为液态的温度B. 材料从液态变为气态的温度C. 材料从固态直接变为气态的温度D. 材料从液态变为固态的温度答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 下列哪些因素会影响材料的强度？A. 材料的微观结构B. 材料的表面处理C. 材料的热处理D. 材料的尺寸答案：ABC2. 材料的腐蚀通常是由哪些因素引起的？A. 环境的湿度B. 环境的温度C. 材料的化学成分D. 材料的表面处理答案：ABCD3. 下列哪些材料属于高分子材料？A. 聚乙烯B. 聚氯乙烯C. 聚四氟乙烯D. 聚酰亚胺答案：ABCD4. 材料的疲劳寿命受哪些因素影响？A. 材料的微观结构B. 材料的表面处理C. 循环应力的幅度D. 循环应力的频率答案：ABCD5. 下列哪些是影响材料热膨胀系数的因素？A. 材料的晶体结构B. 材料的化学成分C. 材料的加工工艺D. 材料的热处理答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. 材料的硬度和韧性是相互独立的物理性质。
第一章热力学第一定律1、10mol氧在压力为１0１kPa下等压加热，使体积自1０００dm３膨胀到2０00dm3,设其为理想气体，求系统对外所做得功.解：W= —p eΔV= －１0１×103×(2000-1０00) ×1０-3 = -10１×10３（J) 即系统对外做功101×10３Ｊ2、在一绝热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供应电流，试问在下列情况下，Q、Ｗ及(有＊者表示通电后,电阻丝及水温皆升高,假定电池放电时无热效应)３、１0mｏl得气体（设为理想气体），压力为101×104 Ｐa，温度为27℃,分别求出下列过程得功：（1)反抗恒外压１０1×103等温膨胀到气体得压力也为1０1×103。
(２)等温可逆膨胀到气体得压力为101×10３Ｐａ.解：(1）W= －p eΔV= -1０1×１03×10×8、314×300×（) ×10—３= -２2、4５(ｋJ）(２）Ｗ＝nRTｌn＝1０×８、314×３0０×１0-3ｌn=-57、４3(kＪ)4、在１01kPａ下，气体由10、0dm3膨胀到１6、０ｄm3，吸收了1２5５Ｊ得热,求ΔU、ΔH、W.解:Ｗ=－p eΔV＝—1０1×103×（16-10) ×1０-3 = —606(J)ΔH=Qｐ=125５JΔU＝Ｑ+W=1255－６0６=64９(Ｊ）5、2、00mol得水蒸气在100℃、１01325Pa下变为水,求Q、W、ΔU及ΔH。
已知水得气化热为2258J/g.解：Q=Ｑp＝ΔH= －nΔvapＨm= -2×２2５８×18×１0－３= -81、29(kJ) W=-p eΔＶ＝p e V g= nRＴ= ２×8、31４×373×10-3=6、20（ｋＪ）ΔU=Ｑ+W= —８1、２9＋6、20=—75、０9（kＪ)6、1、00ｍｏl冰在０℃、１０１325Pa下变为水,求Ｑ、W、ΔU及ΔH。
已知冰得熔化热为3３5J/g。
冰与水得密度分别为０、917及1.0０ｇ/ｃm－３。
解：Ｑ=Qｐ=ΔH= nΔfus H m=1×335×18×10—3=6、03(kJ）W=—ｐeΔＶ= —1０1325×（)×１0-6＝０、１65(Ｊ）ΔU=Q+W=6、03+0、00０１65=6、0３(kJ）７、某热处理车间室温为25℃，每小时处理40０kg链轨节(碳钢),淬火温度为850℃，假定炉子热损失量就是加热链节热量得30%,问电炉每小时耗电量多少？已知碳钢得Cｐ=０、5５23J/g、解:Q=４0０×1０３×0、55２３×(85０-25）×(1+30％)×1０-3=2３６93７（kＪ）=２36937/３600=65、82（kWh）8、将1000g铜从25℃加热到1200℃，需供给多少热量?已知铜得熔点为1０8３℃,熔化热为13５60J/mol,C p(l)=３１、４0 J·moｌ-1·K—1,C p(s）=2４、４8Ｊ·ｍol-1·Ｋ—１。
解:Q p=×24、48×（1083－25）+ ×１3５6０+ ×３1、40×(12０0-１083)=40７６１5+2134０９+57８1９=6７8843(Ｊ)=67８、8ｋJ9、求５5.85kg得α－Fe从298K升温到1000K所吸收得热。
（1）按平均热溶计算,Ｃp，m＝3０、３0Jｍol－1K—1;（2）按Ｃp，ｍ=a+bT计算(查本书附录）解：（1)Q p=×３0、３０×(100０—2９８）×10-3＝21２71（ｋJ）（２)Fｅ得C p,m=１4、１０+２9、7１×１０—3TＱp=×=×［1４、10×（1０00-２9８）+×10-3×(10002－２982）]=989820０+134—５３５817=23４３4０１7（J）=２３434(kＪ）1０、1、０0ｍol（单原子分子）理想气体,由10、1kPa、300K按下列两种不同得途径压缩到25、3kＰa、3０0Ｋ，试计算并比较两途径得Ｑ、W、ΔＵ及ΔH.（1）等压冷却，然后经过等容加热;（2）等容加热，然后经过等压冷却。
解:C p,m=2、5Ｒ，C V，m=1、5R（１)K Ｐａ、11２5、3ｋPa0．2470m0．09８58 m３0。
09858 m3Q=Ｑ1+Q２=１、00×2、5Ｒ×(11９、８-３00）+１、0０×1、5R×（300-119、８）＝－3745+22４7=-1499（J)W=W1＋W２＝-１0、１×1０３×（0、0９8５8-０、２４7０）+０=1４9９（J)ΔU=Q+W=０ΔＨ=ΔＵ+Δ(pＶ）=0＋２5、３×０、09８58—1０、1×０、２４70=0(2)５1、6Ｐa、３0．２4７０m０.2４70m3 0。
0985８m3Q＝Q１+Q2=1、00×1、５R×(751、6-3０0）＋1、０0×2、5R×(３00—75１、6)=563２-９３８7=-3755（J)W=W1+W２=0-2５、3×10３×（0、0985８-０、2470）=3755（J）ΔU＝Q+Ｗ=0ΔH＝ΔU+Δ（pV)=0+25、3×0、09８58—１０、1×０、2470=０计算结果表明,Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。
1１、20、0ｍoｌ氧在101kPａ时，等压加热,使体积由10００dm3膨胀至2００0ｄm3.设氧为理想气体,其热容C p，m=29、3J·mｏl-１·Ｋ－1,求ΔU及ΔH.解：T1=607、4K,Ｔ２=12１4、8KQ=2０×29、3×(１214、8－607、4)=355936（J）=３５6kJW＝-101×10３×(2-１)= —１01×1０３(J)＝－1０1kＪΔU=Q+W=356—1０１=255(kJ)ΔH=Ｑp=Q＝356kＪ１2、有1００g氮气，温度为0℃，压力为101kPａ，分别进行下列过程：（1）等容加热到p=１、５×１01kPa。
（2）等压膨胀至体积等于原来得二倍.（3）等温可逆膨胀至体积等于原来得二倍.（4）绝热反抗恒外压膨胀至压力等于原来得一半。
求各过程得Ｑ、W、ΔＵ及ΔH。
解：Ｖ１=100×８、314×273/101000／２８=0.080２6m3（1)温度升高到409、5KW=0;Q=ΔＵ＝×2、5R×（４09、5-27３)＝１０133（J）ΔH=×3、5R×(409、５－273)=141８6（J）(2)温度升高到５４6ＫW=－10１0００×0、08０26=－8106(J）；Q=ΔＨ＝×３、5R×(５4６—27３）=２83７2（J）ΔU=Q+W＝2837２—8１０6=2０２6６（Ｊ)（3）ΔU=ΔH=０W＝—Q=—nＲT ln= -×8、314×27３×ｌｎ2=—５６19（J）（４）Q＝0；W=ΔＵ，即—p e（V2—V1)=nC V，m(T2-T１）-0、5p1（)= nCＶ，m（T２—Ｔ１)-R(T２-0、5T1)＝CＶ,m（T2—Ｔ1)-８、314×（Ｔ2-0、5×27３）=2、5×８、３１4×(T2-２73）Ｔ2=234(K)Ｗ=ΔＵ=ｎC V,m（T2—T1)=×２、5×8、３1４×(2３4—273）=－2８95（J)ΔH=nＣp,m（Ｔ2—T1)=×3、5×8、３14×（234—２7３)=—4０５3（Ｊ)1３、在2４4K温度下，1、0０ｍoｌ单原子气体（1)从１、01ＭPa、２44K等温可逆膨胀到505ｋPa，（２) 从１、0１MPa、244K绝热可逆膨胀到505ｋPa，求两过程中得Q、W、ΔU 及ΔH，并作p-Ｖ图表示上述气体所进行得两个过程。
解：(1)ΔU=ΔＨ=０W=-Q= -nR Tln= —1×8、３1４×２44×ln２= —140６（J)（2）Q=0；γ=2、5R／1、5R＝１、67根据p1－γTγ＝常数,得101０1-1.672441。
67=50５１－１。
67T21。
6７,解得T２=18３KＷ=ΔＵ= nC V,ｍ（Ｔ2—T１）=1、5×8、314×(183—244)=-761(Ｊ）ΔH＝nＣp,ｍ(T２-T1)=2、５×8、3１4×（１83-２44）=-１26８（J）1４、在1013２5Ｐa下，1、0０mｏl得水从50℃变为1２7℃得水蒸气,求所吸收得热。
解：C p，ｍ（l）=4６、８6＋0、0３T ，Ｃp，ｍ(g）=3０+０、０１1TΔＨ=+２２58×18+＝4６、86×50+0、5×０、0３×（373２-３２32）＋22５８×1８+30×27＋０、5×0、01１×(4０0２—3732）=2343+5２2+40６44+81０＋１1５=4４434（Ｊ）15、已知下列反应在6０0℃时得反应焓:（1）3Fe2O3+ＣＯ==２Fｅ３O4+CO2；ΔrＨm，1= —6、３kJ／mol(２)Ｆe３O4+CO==3ＦeO+CＯ２；Δr H m，2=2２、６kJ/mｏl（３)FeO+CＯ==Fｅ+CO2；Δr H m，3= －１3、9ｋJ/mｏｌ求在相同温度下,下述反应得反应焓为多少?（4）Fe２O3+3CＯ==2Fe+3CO2；ΔrＨｍ，４=?解：［（1)＋2×（2)+6×(3）]/3＝(4）Δr Hｍ，4=(Δr Hｍ，1+2×ΔrＨm，2+6×Δr Hｍ，３）/3＝（—6、3+2×22、6-6×13、9）/3= —14、8３（kJ/moｌ)1６、若知甲烷得标准摩尔燃烧焓为—8、９0×10５J/mol，氢得标准摩尔燃烧焓为－2、86×105Ｊ/mol,碳得标准摩尔燃烧焓为—3、93×105J/moｌ,试求甲烷得标准摩尔生成焓为多少。
