材料化学第1章练习题

材料物理化学作业第一章 热力学第一定律1．某体系在压力101.3kPa 下，恒压可逆膨胀，体积增大5L ，计算所做的功。

2. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功为多少？3．2mol H 2在00C ，压力为101.3kPa 下恒压可逆膨胀至100L ，求W 、Q 、ΔU 、ΔH 。

4．计算1mol 铅由250C 加热到3000C 时所吸收的热。

已知铅的C p =23.55+9.74×10-3T/K J ·K -1·mol -15．1mol 单原子理想气体，温度为250C ，压力为101.3kPa ，经两种过程达到同一末态：Ⅰ、恒压加热，温度上升到12170C ，然后再经恒容降温到250C 。

Ⅱ、恒温可逆膨胀到20.26kPa 。

分别计算两个过程的W 、Q 、ΔU 和ΔH 。

6．已知250C 时下列反应的热效应：2Pb+O 2=2PbO ΔH 1=－438.56kJ ·mol -1 S+O 2=SO 2 ΔH 2=－296.90kJ ·mol -1 2SO 2+ O 2=2SO 3 ΔH 3=－197.72kJ ·mol -1 Pb+S+2O 2=PbSO 4 ΔH 4=－918.39kJ ·mol -1 求反应PbO+SO 3= PbSO 4的热效应。

7．已知250C 时下列反应的热效应：Ag 2O+2HCl （g ）=2Agl+H 2O （l ） ΔH 1=－324.71kJ ·mol -12 Ag+21O 2= Ag 2O ΔH 2=－30.57kJ ·mol -1 21H 2+21Cl 2=HCl （g ） ΔH 3=－92.31kJ ·mol -1 H 2+21O 2= H 2O （l ） ΔH 4=－285.84kJ ·mol -1 求AgCl 的生成热。

《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。

第一章绪论
1.什么是材料化学？其主要特点是什么？
答：材料化学是关于材料的结构，性能，制备和应用的化学；其主要特点是跨学科性和实践性。

2.新石器时代的标志是什么？
答：其标志为陶器和农业的出现。

3.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成别的物质，而材料则一般可重复，持续使用，除了正常消耗，它不会不可逆的转变成别的物质。

4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？
答：金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料。

5、简述材料化学的主要研究内容
结构：组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布
性能：材料固有的化学、物理及力学方面的性能
制备：将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程
应用。

材料化学作业第一章1、晶体的一般特点是什么？点阵和晶体的结构有何关系？晶态固体具有长程有序的点阵结构，即其中组成单元是处于一定格式空间排列的状态。

1、晶体的周期性：晶体是一种内部粒子或粒子集团在空间按一定规律周期性重复排列而成的固体。

结构基元和大小方向为二个要素。

2、点阵结构与点阵：将晶体结构中的每个结构基元抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列，就可构成点阵。

2、什么是同质多晶？什么是类质同晶？一些组成固定的化合物，由于其内部微粒可以以不同的方式堆积，因而产生不同种类的晶体，我们把这种同一化合组成存在两种或两种以上晶体结构形式的现象为同质多晶现象。

同种化合物的不同晶型，在其物理、化学性质上可能差别很大，如金刚石与石墨。

3、产生晶体缺陷的原因是什么？晶体缺陷对晶体的物理化学性质的影响如何？（1）实际晶体中的微粒数量是有限的；（2）晶体中所有的微粒并非处在晶格中相应位置静止不动，而是在其平衡位置附近不停的振动；（3）实际晶体中多少存在一定的缺陷。

这些缺陷是指偏离理想的点阵结构情况。

晶体的结构缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷等情况。

在实际晶体中缺陷和畸变的存在使正常的点阵结构受到了一定程度的破坏或扰乱，对晶体的生长，晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等到都有很大的影响，在生产和科研中非常重要，是固体物理、固体化学和材料科学等领域的重要内容。

第二章１、晶体的结构特性是什么？这些特性是什么原因引起的？答１、晶体的均匀性、２、晶体的各向异性、３、晶体的自范性、４、晶体的熔点、５、晶体的对称性。

晶态物质有别于气体、液体的最典型特征是具有点阵结构，正是由于本身结构的特殊性，使晶体呈现出与其它物质完全不同的特殊性质。

２、简述产生非整比化合物的原因，当二元氧化物AB中某原子被氧化，则此原子的组成系数将向什么方向变化？当晶体中出现空位或填隙原子,从而使化合物的成份偏离整数比，这在晶体中是很普遍的现象。

第一章（绪论）（1）材料的分类：金属、无机非金属、高分子、复合（2）材料四特性：结构、性能、制备和应用第三章（1）水热法原理：通过对高压釜加热、加压产生相对高温、高压的反应环境，使难溶或不溶物质溶解而达到不饱和，从而析出晶体。

（2）溶胶-凝胶法（sol-gel）原理：通过凝胶前驱体的水解缩聚制备金属氧化物材料。

前驱体：一般是无机盐和金属醇盐步骤：前驱体的水解、缩合——形成三维空间网络结构的凝胶——干燥、烧结固化应用：制备颗粒、纤维、表面涂膜和块状材料（3）液相沉淀法类型：直接沉淀法：在金属盐溶液中直接加入沉淀剂共沉淀法：在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，全部沉淀。

均匀沉淀法：利用化学反应使构晶离子缓慢均匀的释放出来。

（4）固相反应（凡是有固相参与的化学反应都称作固相反应）特点：固态直接参与化学反应。

一般包括相界面上的反应和物质迁移反应开始温度常常远低于反应物熔点。

矿化剂的影响（作用）1、改变反应机制，降低反应活化能。

2、影响晶核的生产速率。

3、影响结晶速率及晶格结构。

4、降低系统的共熔点，改善液相性质。

（5）插层法与反插层法插层法：把一些新原子导入晶体材料的空位。

反插层法：将晶体材料的某些原子有选择性的移除。

应用：固态锂离子电池的阴极材料石墨基质（石墨层间化合物GIC）（6）自蔓延高温合成法原理：利用反应物间化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料。

平衡机制：燃烧反应与结构化同步进行。

非平衡机制：化学反应与结构化不同步。

（7）非晶材料的制备制备需解决的两个问题：1、形成原子或分子混乱排列的状态：2、将热力学的亚稳态在一定的温度范围保存下来，使之不发生晶态转变。

液相骤冷制备原理：使熔体急速降温，使晶体生长来不及成核，从而把熔体中无序结构保留下来，得到无序的固体材料。

主要方法：喷枪法、活塞法、抛射法。

第四章（1）耐氧化性1、化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗。

电化学腐蚀：金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池，损耗材料。

单项选择题：第 1 章原子结构与键合1.高分子材料中的 C-H 化学键属于。

（A）氢键（B ）离子键（ C）共价键2.属于物理键的是。

（ A ）共价键（ B）范德华力（ C）离子键3.化学键中通过共用电子对形成的是。

（ A ）共价键（ B）离子键（ C）金属键第 2章固体结构4.以下不具有多晶型性的金属是。

（A）铜（ B）锰（ C）铁5.fcc 、 bcc 、hcp 三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。

（ A ） fcc（ B） bcc（ C） hcp6.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。

（A）氮（ B）碳（ C）硼7.面心立方晶体的孪晶面是。

（ A ） {112}（B ） {110}（ C） {111}8.以下属于正常价化合物的是。

（ A ） Mg 2Pb（B ） Cu5Sn（ C） Fe3C第 3章晶体缺陷9.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为。

（ A ）肖特基缺陷（B ）弗仑克尔缺陷（ C）线缺陷10.原子迁移到间隙中形成空位 -间隙对的点缺陷称为。

（ A ）肖脱基缺陷（B ） Frank 缺陷（ C）堆垛层错11.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是？（ A ）垂直（B）平行（C）交叉12.能进行攀移的位错必然是。

（ A ）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错13.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是（ A ）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合金14.大角度晶界具有 ____________ 个自由度。

（A）3（B）4（C）5第 4 章固体中原子及分子的运动15.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。

（ A ）距离（B）时间（C）温度16.在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为。

（ A ）原子互换机制（B）间隙机制（C）空位机制17.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中，得到实验充分验证的是（ A ）间隙机制（B）空位机制（C）交换机制18.原子扩散的驱动力是。

材料化学练习题材料化学是研究材料结构、性质和制备方法的一门学科。

在实践中，我们经常会遇到一些与材料化学相关的问题。

本文将为您提供一些材料化学的练习题，以帮助您巩固知识和提升解题能力。

题目一：金属材料1. 金属最显著的特点是什么？请解释其原因。

2. 金属材料的导电性较好，请解释为什么金属具有良好的导电性。

3. 铝是一种常见的金属材料。

请列举铝的几个重要特点。

题目二：聚合物材料1. 什么是聚合物？请简要解释聚合物的结构和性质。

2. 聚合物材料有许多重要应用，请列举几个聚合物材料的应用领域。

3. 聚合物材料的强度和韧性之间存在着一种权衡关系，请简要解释这种关系。

题目三：无机非金属材料1. 请列举几种常见的无机非金属材料，并简要说明每种材料的特点。

2. 陶瓷是一种重要的无机非金属材料，请解释陶瓷具有的一些独特特性。

3. 玻璃是一种特殊的无机非金属材料，请列举几种制备玻璃的方法。

题目四：材料分析方法1. 介绍一种常见的材料表征方法，并解释其原理。

2. X射线衍射（XRD）是一种常用的材料分析方法，请解释XRD 在材料研究中的应用。

3. 扫描电子显微镜（SEM）是一种常用的材料表征方法，请解释SEM的工作原理和应用。

题目五：材料制备方法1. 熔融法是一种常见的材料制备方法，请解释熔融法的基本原理和应用领域。

2. 沉积法是一种常用的材料制备方法，请解释沉积法的工作原理和几种常见的沉积法。

3. 气相沉积法是一种用于制备薄膜材料的方法，请解释气相沉积法的原理和应用。

题目六：材料性能测试1. 介绍一种常见的材料性能测试方法，并解释其原理。

2. 冲击试验是一种常用的材料性能测试方法，请解释冲击试验的原理和应用。

3. 硬度测试是一种常见的材料性能测试方法，请列举几种常用的硬度测试方法。

这些练习题涵盖了金属材料、聚合物材料、无机非金属材料、材料分析方法、材料制备方法以及材料性能测试等方面的知识点。

通过解答这些问题，您将能够更好地理解和应用材料化学的知识，提升自己的学习水平。

第二章2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤，请说明：1) 在用MgO 和32O Al 为反应物制备尖晶石42O MgAl 时，应该采用哪些方法加快固相反应进行？2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时，人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉淀法得到前体物，再于高温下反应制备所需产物，请说明原因。

3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法，请说明“软化学”合成的主要含义，及其在固体化学和材料化学中所起的作用和意义。

答：1. 详见P6A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积；B.扩大产物相的成核速率C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。

2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段固相反应中反应物颗粒较大，为了使扩散反应能够进行，就得使得反应温度很高，并且机械的方法混合原料很难混合均匀。

共沉淀法便是使得反应原料在高温反映前就已经达到原子水平的混合，可大大的加快反应速度；由于制备很多材料时，它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系，为了克服这个限制，发展了溶胶-凝胶法，这个方法可以使反应物在原子水平上达到均匀的混合，并且使用范围广。

3. P22“软化学”即就是研究在温和的反应条件下，缓慢的反应进程中，采取迂回步骤以制备有关材料的化学领域。

2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢，怎样才能加快反应速率？答：P6以MgO 和32O Al 反应生成42O MgAl 为例，反应的第一步是生成42O MgAl 晶核，其晶核的生长是比较困难的，+2Mg 和+3Al 的扩散速率是反应速率的决速步，因为扩散速率很慢，所以反应速率很慢，加快反应速率的方法见2.1（1）。

第三章（张芬华整理）3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc 型堆积中原子的配位情况。

答：简单立方堆积、 6立方密堆积、 12六方密堆积、 12体心立方堆积 8hc 型堆积 123.2 3SrTiO 为钙钛矿结构，a=3.905A ，计算Sr-O ，Ti-O 键长和3SrTiO 密度。

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。

1.金属中的与相互作用所构成的键合称为金属键。

2.由两个或多个相差不大的原子间通过而形成的化学键叫共价键。

3.决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的，其中又以对材料的性能影响最大。

4.化学键中既无方向性又无饱和性的是键。

NaCl是以键结合的。

5.属于物理键的是（）。

A.共价键B.范德华力C.氢键6 原子Ca、Ar的电子结构表达？1.fcc结构的密排方向是，密排面是，致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为，把原子视为刚性球时，原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。

2.bcc结构的密排方向是，密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为，原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。

3.hcp结构的密排方向是，密排面是，致密度为，配位数是，晶胞中原子数为。

4.根据溶质原子在溶剂点阵中所处的位置，可将固溶体分为和。

5.纯Al是结构，密排面是 ,晶胞致密度 ,晶胞中原子数为，原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。

6.α-Fe是结构，密排面是 ,晶胞致密度为 ,晶胞中原子数为，原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。

7.在晶面（110）和（111）所在的晶带，其晶带轴的指数为:（）A.[1-10]B. [100]C. [011]D.[011]；8．渗碳体是一种( )。

A.间隙相B.金属化合物C. 电子化合物D.固溶体9．晶体的本质特征是：( )A.内部质点在三维空间周期排列B.具有规则的几何外形C.具有对称性D.具有各向异性10．以[112]为晶带轴的共带面为：（）A.（111）B.（111̅）C.（1̅1̅1̅）D.（1̅11̅）11．晶面（011）和（111）所在晶带轴。

( )A.［1̅10］B.［11̅0］C.［011̅］D.［1̅01］12．影响置换固溶体溶解度的因素表述正确的是。

( ）A尺寸差，原子尺寸差越小，溶解度越小B电负性差，电负性差越小，溶解度越小C电子浓度，电子浓度越小，溶解度越小D晶体结构，晶格类型相同溶解度越大13.立方晶系中（110）和（211）同属于晶带。

材料化学习题材料化学课后习题第1章原子结构与键合1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2. 在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？3. 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？4. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？5. 铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。

试求铬的相对原子质量。

6. 铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。

7. 锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。

试从原子结构角度来确定锡的价电子数。

8. 铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？9. 已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。

10. S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。

试解释S这种行为的原因？11. Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？12. 尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？13. 高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释之。

14. 高密度的聚乙烯可以通过氯化处理即用氯原子来取代结构单元中氢原子的方法实现。

若用氯取代聚乙烯中8%的氢原子，试计算需添加氯的质量分数。

第2章固体结构a=0.4514nm，b=0.508nm，c=0.6734nm，其密度ρ =7.66g/cm3，试求Fe3C每单位晶胞中含Fe原子与C原子的数目。

材料化学习题汇总材料化学知识要点与习题解答汇总第⼀章绪论1.材料：⼈类社会所能够接受的经济地制造有⽤器件的物质。

（可以⽤来制造有⽤的构件、器件或物品的物质。

）或材料是具有满⾜指定⼯作条件下使⽤要求的形态和物理性状的物质。

2.材料化学：在分⼦结构层次上研究材料的合成、制备、理论，以及分⼦结构和聚集态结构、材料性能之间关系的科学。

3.智能材料：能够随着环境、时间的变化改变⾃⼰的性能或状态⼀类新型功能材料。

4.在先进材料、电⼦信息技术、⽣物技术三⼤未来⾼技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和⾼分⼦基质材料将于今后25年内在世界上发挥重⼤作⽤，并可能是美国在国际⽣产和技术竞争中保持强⼒地位的关键技术领域。

5.在第四代材料（可设计材料）中，最具代表性的是复合材料。

6.按照材料的化学组成材料可以分为哪⼏类？答：按照材料化学组成，可以分为⾦属材料、⽆机⾮⾦属材料、有机⾼分⼦材料、复合材料。

7.按照材料的性能材料可以分为哪⼏类？答：按照材料的性能，可以分为（结构材料）和（功能材料）。

8.材料的结构分为哪⼏个层次？请举例说明。

答：材料的有效性总体上可以分为分⼦结构、分⼦聚集态结构和构成材料的外形结构等三个层次。

分⼦结构：属于原始基础结构，决定材料所具有的潜在功能；分⼦聚集态结构：决定材料所具有的可表现的实际功能；构成材料的外形结构：决定材料具有某种特定的有效功能。

例如贝克，贝壳的基本性质由构成它的碳酸钙和多糖基质（材料的分⼦结构）的结构决定，但⼆者通过有序组装（材料的聚集态结构）构成的复合材料决定了它的基本材料性质。

⽽且只有当这种材料构成⼀定的壳状结构（材料的外形结构）时，它才能起到贝壳的作⽤。

9.何为材料科学研究的四要素？答：材料科学研究的四要素是指材料的“基本性质”、“结构与成分”、“合成与加⼯”、“使⽤性能”。

基本性质：主要指材料的物理和化学性能等，⽤以确定材料功能特性和效⽤的描述；结构与成分：主要指材料的化学组成，物理和化学结构，⽤以确定制造每种特定材料所采取的合成和加⼯的结果；合成与加⼯：主要指建⽴原⼦、分⼦和分⼦团的新排列，在所有尺⼨上（从原⼦尺⼨到宏观尺⼨）对结构的控制，以及⾼效⽽有竞争⼒地制造材料和零件的演变过程；使⽤性能：主要指材料固有性质同产品设计、⼯程能⼒和⼈类需求相融合要⼀起的⼀个要素。

材料物理化学-题库（第1章热力学基本原理）一、填空题1. 四大化学一般包括无机化学、有机化学、分析化学和（）。

2. 四大化学一般包括（）、有机化学、分析化学和物理化学。

3. 物理化学是采用（）方法研究化学问题的学科。

4. 物理化学研究的内容一般包括（）和动力学两大部分。

5. 物理化学研究的内容一般包括热力学和（）两大部分。

6. （）学科研究的内容一般包括热力学和动力学两大部分。

7. 热力学主要研究的内容是化学反应的方向和（）两部分。

8. 热力学主要研究的内容是化学反应的（）和限度两部分。

9. 动力学主要研究的内容是化学反应的（）和机理两部分。

10. 动力学主要研究的内容是化学反应的速率和（）两部分。

11. 所谓化学反应的机理，意思是指化学反应的具体步骤和（）。

12. 系统与环境是热力学的基本概念之一。

系统可分为三种：敞开系统、封闭系统和（）。

13. 系统与环境是热力学的基本概念之一。

系统可分为三种：敞开系统、（）和孤立系统。

14. 针对封闭系统，系统与环境之间不能发生物质交换，但可以发生（）交换。

15. 针对封闭系统，系统与环境之间不能发生（）交换，但可以发生能量交换。

16. 针对隔离系统，系统与环境之间既不能发生（）交换，也不能发生能量交换。

17. 只跟初始（）有关，而跟过程无关的函数，称为状态函数，如热力学能、温度、压力等函数。

18. 只跟初始状态有关，而跟（）无关的函数，称为状态函数，如热力学能、温度、压力等函数。

19. 有的状态函数具有广度性质，有的函数具有强度性质。

所谓广度性质，就是指这些函数具有加和性，如热力学能、焓、熵等。

所谓（），就是指这些函数跟质量无关，如温度、压力等。

20. 当系统的各种性质都不随时间而变化，就说该系统处于热力学平衡状态。

这时，系统必须同时满足四个平衡条件：热平衡、力学平衡、相平衡和（）。

21. 系统的总能量可分为三部分：动能、势能、热力学能。

热力学能也称（），用U表示。

习题一答案1、晶体一般的特点是什么?点阵和晶体的结构有何关系？答：（1）晶体的一般特点是：a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸多面体外形d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性（2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。

点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系：点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元2、下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中C—C化学键长为1.54Å。

试根据C原子的立体化学计算分子的链周期。

答：因为C原子间夹角约为109.5°，所以链周期＝2×1.54Å×sin(109.5°/2)=2.51Å3、由X射线法测得下列链型高分子的周期如下，试将与前题比较思考并说明其物理意义。

化学式链周期聚乙烯醇 2.52聚氯乙烯 5.1聚偏二氯乙烯 4.7答：由题中表格可知，聚乙烯醇的链周期为2.52 Å，比聚乙烯略大，原因可能是-OH体积比H大，它的排斥作用使C原子间夹角变大，因而链周期加长，但链周期仍包含两个C原子；聚氯乙烯的链周期为5.1 Å，是聚乙烯链周期的两倍多，这说明它的链周期中包含四个C原子，原因是原子的半径较大Cl原子为使原子间排斥最小，相互交错排列，其结构式如下：聚偏二氯乙烯链周期为4.7 Å比聚乙烯大的多，而接近于聚氯乙烯的链周期为5.1 Å，可知链周期仍包含4个C原子。

周期缩短的原因是由于同一个C原子上有2个Cl原子，为使排斥能最小它们将交叉排列，即每个Cl原子在相邻2个Cl原子的空隙处。