材料化学课本作业概要.docx

材料化学作业 专业：无机化学 学号：107551600515 姓名：陈景景  第二章 化学基础知识 一．填空题 1.热力学第三定律的具体表述为 纯物质完美晶体在0 K时的熵值为零 ，数学表达式为S*(完美晶体，0 K)=0 JK-1 。 2.麦克斯韦关系式为 、 、 、 。 3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为 。 4.理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降 、凝固点降低 、沸点升高 、渗透压的量值均与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。 5.人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液-气、固-气、固-液、液-液、固-固界面，通常把固-气界面、 液-气界面称为表面。 6.表面张力一般随温度和压力的增加而降低，且σ金属键 σ离子键 σ极性共价键 σ非极性共价键。 7.按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电极） 、第二类电极（金属-难溶盐电极） 、氧化还原电极 三类。 8.相律是描述相平衡系统中 自由度 、组分数 、相数 之间关系的法则。其有多种形式，其中最基本的是吉布斯相律，其通式为 f=c-p+2 。 二．名词解释 1.拉乌尔定律：气液平衡时稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气压pA等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压pA*与溶液中溶剂的摩尔分数xA的乘积，该定律称为拉乌尔定律。 2.亨利定律：在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质B在平衡气相中的分压pB与其在平衡液相中的摩尔分数xB成正比，该定律称为亨利定律。 3.基元反应：化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。 4.质量作用定律：基元反应速率与反应中各反应物浓度的幂乘积成正比，这一规律称为基元反应的质量作用定律。 5.稳态近似处理：假定中间物浓度不随时间而改变的处理方法。 6.极化：当电化学系统中有电流通过时，两个电极上的实际电极电势将偏离其平衡电势，这种现象称为电极的极化。 7.相图：又称平衡状态图，用几何（图解）的方式来描述处于平衡状态时，物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。 三．简答题 1.简述什么是亚稳状态，其形成原因及在生产中应如何处理。 答：1）是一种热力学不稳定状态，但在一定条件下能长期存在，称为亚稳状态。 2）形成原因：新相难于形成。 3）生产中遇到亚稳态有时需要保护，有时需要破坏，如非晶体材料制备就是将材料高温熔融后迅速冷却，使晶格排列长程无序，从而形成非晶态亚稳结构，使材料的耐腐蚀性能力和力学性能得以提高。金属退火处理是为了消除淬火等处理所产生的一些不平衡相，使材料的内部组织重新达到平衡状态。 2.简述物理吸附与化学吸附的区别。 项目 物理吸附 化学吸附 吸附力 分子间力 化学键力 吸附分子层 多分子层或单分子层 单分子层 吸附温度 低 高 吸附热 小 大 吸附速率 快 慢 吸附选择性 无或很差 有 3.简述热分析法绘制相图的步骤。 答：先将样品加热成液态，然后另其缓慢而均匀地冷却，记录冷却过程中系统在不同时刻的温度数据，以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制温度-时间曲线，即冷却曲线（或称步冷曲线）。由若干条组成不同的冷却曲线可绘制出相图。 四．计算题 1.计算压力为100kPa，298K及1400K时如下反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的ΔrGmΘ，判断在此两温度下反应的自发性，估算该反应可以自发进行的最低温度。 解： 2.已知反应H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)，ΔrHmΘ=-92.2kJ·mol-1，在298K时，KΘ=4.86×1016，试计算500K时该反应的KΘ和ΔrGmΘ。 解：由范特霍夫方程 即，得 3.在301K时，鲜牛奶大约在4h后变酸；但在278K时，鲜牛奶要在48h后才变酸。假定反应速率与牛奶变酸时间成反比，求牛奶变酸反应的活化能。 解：由反应速率与牛奶变酸时间成反比，可知，反应为一级反应。速率方程为 由阿仑尼乌斯方程 即，得 第三章 材料的制备 一．填空题 1.熔体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区熔法、焰熔法等。 2.物理气相沉积法是利用高温热源将原料加热，使之汽化或形成等离子体，在基体上冷却凝聚成各种形态的材料（如晶须、薄膜、晶粒等）的方法。其中以阴极溅射法、真空蒸镀法较为常用。 3.PECVD所采用的等离子种类有辉光放电等离子体、射频等离子体、电弧等离子体。 4.液相沉淀法是指在原料溶液中添加适当的沉淀剂，从而形成沉淀物的方法。该法分为直接沉淀法、共沉淀法