材料化学课本作业讲解.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。 形成原因：新相难于形成。 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。 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： 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 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、均