第六章
6-4 什么是吉布斯相律？它有什么实际意义？
解：相律是吉布斯根据热力学原理得出的相平衡基本定律，又称吉布斯相律，用于描述达到相平衡时系统中自由度数与组分数和相数之间的关系。一般形式的数学表达式为F＝C－P＋2。其中F为自由度数，C为组分数，P为相数，2代表温度和压力两个变量。应用相率可以很方便地确定平衡体系的自由度数。
6-6 根据Al2O3－SiO2系统相图说明：
（1）铝硅质耐火材料：硅砖（含SiO2＞98％）、粘土砖（含Al2O335％～50％）、高铝砖（含Al2O360％～90％）、刚玉砖（含Al2O3＞90％）内，各有哪些主要的晶相？
（2）为了保持较高的耐火度，在生产硅砖时应注意什么？
（3）若耐火材料出现40％的液相便软化不能使用，试计算含40mol％Al2O3的粘土砖的最高使用温度。
解：（1）硅砖（含SiO2>98%）
主要晶相： SiO2、2Al2O3·2SiO 3固溶体（莫来石），
粘土砖（含 Al203 35 ～ 50%）
主要晶相： SiO2 、A3S2 ，
高铝砖（含 Al203 60 ～ 90%）
主要晶相： 60～72%A3S2 72 ～ 90% Al2O3 、A3S2 。
（2）为了保持硅砖的耐火度，要严格防止原料中混如 Al203。 SiO2 熔点为 1723 ℃ ，SiO2 液相很陡，加入少量的 Al203 后，硅砖中会产生大量的液相， SiO2 的熔点剧烈下降。如加入 1wt% Al203 ，在低共熔点（1595 ℃）时产生的液相量为 1/5.5=18.2% ，会使硅砖的耐火度大大下降；
（3）根据相图，当出现40%液相时，由杆杠规则可知，，得x=0.1, 在相图中作出析晶路线，可以估计出粘土砖的最高温度约为1670 ℃。
6-9图6-15为生成2个一致熔融二元化合物的三元系统，据图回答下列问题：
第四章 非金属及其化合物第10讲 碳、硅及无机非金属材料
考纲要求
考情分析 命题趋势
1.掌握碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及其应用。
2．了解碳、硅单质及其重要化合物的制备方法。
3．了解碳、硅单质及其重要化合物对环境的影响。 2017，全国卷Ⅱ，26T
2016，全国卷甲，7T
2016，全国卷乙，37T
2016，天津卷，1T
2016，浙江卷，13T 高考对本部分的考查主要以碳、硅单质及其重要化合物的性质、用途为主，题型延续选择题或非选择题的形式，中等难度。预计2020年高考将以碳族元素新型材料为主线考查相关知识，也可能以实验设计为中心来命题，复习备考时注重Si、SiO2的用途。 分值：2～5分
考点一 碳、硅单质及其重要化合物
[知识梳理]
1．碳、硅单质的结构、物理性质及用途
碳 硅
原子结构
示意图
元素在自然界中的存在形式 既有游离态又有化合态 只有__化合__态
结构 金刚石：空间网状结构，
石墨：层状结构 晶体硅：与金刚石类似的__空间网状__结构
物理性质 金刚石熔点高、硬度大，
石墨熔点高、质__软__，有滑腻感，能导电 晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点__高__
用途 金刚石用作切割刀具，__石墨__用作电极、铅笔芯 晶体硅用作__半导体__材料、硅芯片和硅太阳能电池
2.碳、硅的化学性质
碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
3．硅的工业制法及提纯
石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热SiCl4――→③氢气加热高纯硅
反应①： SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑
反应②： Si＋Cl2△,SiCl4
反应③： SiCl4＋2H2△,Si＋4HCl
4．二氧化碳和二氧化硅
二氧化碳 二氧化硅
类别 均为__酸性__氧化物
结构
特点 由__二氧化碳分子__构成，属于__分子__晶体 由氧原子与硅原子构成__立体网状__结构，属于__原子__晶体
.
. 第一章答案
20、（1）略；
（2）四面体空隙数/O2-数=2:1，八面体空隙数/O2-数=1:1；
（3）(a)CN=4，z+/4×8=2，z+=1，Na2O，Li2O；(b)CN=6，z+/6×6=2，z+=2，FeO，MnO；（c）CN=4，z+/4×4=2，z+=4，ZnS，SiC；(d)CN=6，z+/6×3=2，z+=4，MnO2。
21、解：岛状；架状；单链；层状（复网）；组群（双四面体）。
22、解：（1）有两种配位多面体，[SiO4]，[MgO6]，同层的[MgO6]八面体共棱，如59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2-和27O2-，不同层的[MgO6]八面体共顶，如1[MgO6]和51[MgO6]共顶是22O2-，同层的[MgO6]与[SiO4]共顶，如T[MgO6]和7[SiO4]共顶22O2-，不同层的[MgO6]与[SiO4]共棱，T[MgO6]和43[SiO4]共28O2-和28O2-；
（3）z=4；
（4）Si4+占四面体空隙=1/8，Mg2+占八面体空隙=1/2。
23、解：透闪石双链结构，链内的Si-O键要比链5的Ca-O、Mg-O键强很多，所以很容易沿链间结合力较弱处劈裂成为纤维状；滑石复网层结构，复网层由两个[SiO4]层和中间的水镁石层结构构成，复网层与复网层之间靠教弱的分之间作用力联系，因分子间力弱，所以易沿分子间力联系处解理成片状。
24、解：石墨中同层C原子进行SP2杂化，形成大Π键，每一层都是六边形网状结构。由于间隙较大，电子可在同层中运动，可以导电，层间分子间力作用，所以石墨比较软。
25、解：（1）Al3+可与O2-形成[AlO4]5-；Al3+与Si4+处于第二周期，性质类似，易于进入硅酸盐晶体结构中与Si4+发生同晶取代，由于鲍林规则，只能部分取代；（2）Al3+置换Si4+是部分取代，Al3+取代Si4+时，结构单元[AlSiO4][ASiO5]，失去了电中性，有过剩的负电荷，为了保持电中性，将有一些半径较大而电荷较低的阳离子如K+、Ca2+、Ba2+进入结构中；（3）设Al3+置换了一半的Si4+，则O2-与一个Si4+一个Al3+相连，阳离子静电键强度=3/4×1+4/4×1=7/4，O2-电荷数为-2，二者相差为1/4，若取代超过一半，二者相差必然>1/4，造成结构不稳定。
《材料成形工艺基础》要点
第一章 金属的液态成形
第一节 液态成形理论基础
1. 三种凝固方式（逐层、糊状、中间）及其影响因素（结晶温度范围、温度梯度）
2. 合金的流动性及其影响因素（合金成分）
a) 为什么共晶合金的流动性好？
3. 合金的充型能力对铸件质量的影响（浇不足、冷隔）
4. 影响充型能力的主要因素（合金的流动性、浇注条件、铸型条件）
5. 合金收缩的三个阶段（液态、凝固、固态）
6. 缩孔、缩松产生的原因、规律（逐层：缩孔；糊状：缩松；位置：最后凝固部位）
7. 缩孔与缩松防止（定向凝固原则；措施：加冒口、冷铁）
8. 铸造应力产生的原因和种类（热应力、机械应力或收缩应力）
9. 热应力的分布规律（厚：拉；薄：压）及防止（同时凝固原则）
10. 铸造残余应力产生的原因（热应力）及消除措施（时效处理）
11. 铸件变形与裂纹产生的原因（故态收缩，残余应力）
12. 变形防止办法（同时凝固；反变形；去应力退火）
13. 热裂纹与冷裂纹的特征
第二节 液态成形方法
1. 常用手工造型方法（五种最基本的方法：整模、分模、活块、挖砂、三箱）的特点和应用（重在应用）
2. 机器造型：实现造型机械化的两个主要方面（紧砂、起模）
3. 熔模铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
a) 为什么熔模铸件精度高，表面光洁？
b) 为什么熔模铸造适合于形状复杂的铸件？
c) 为什么熔模铸造适合于难于加工的合金铸件？
4. 金属型铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
a) 为什么金属型铸件精度高，表面光洁？
b) 为什么金属型铸造更适合于非铁合金铸件的生产？
5. 压力铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
6. 低压铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
7. 离心铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
第三节 液态成形件的工艺设计
1. 浇注位置的概念及其选择原则（重在理解和应用）
2. 分型面的选择原则（重在理解和应用）
