2021 无机材料科学基础1(燕山大学) 最新满分章节测试答案
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本课程起止时间为:2021-09-06到2021-12-20
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【作业】第1章 晶体结构 第1章 晶体结构-单元作业
1、 问题:NaCl和MgO晶体同属于NaCl型结构，但MgO的熔点为2800℃，NaCl仅为801℃，请通过晶格能计算说明存在这种差别的原因。
评分规则: 【 （1）计算出NaCl晶格能为753 kJ/mol；
（2）计算出MgO晶格能为3922 kJ/mol；
（3）比较NaC1与MgO晶格能大小，以此判断MgO的熔点为什么远高于NaCl的熔点。
】
2、 问题:临界半径比的定义是：作堆积的负离子恰好互相接触，并与中心的正离子也恰好接触的条件下，正离子与负离子半径之比，即出现一种形式配位时，正离子与负离子半径比的下限。请计算下列各类配位时的临界半径比：（1）立方体配位；（2）八面体配位；（3）四面体配位；（4）三角形配位。
评分规则: 【 （1）计算出立方体配位时正离子与负离子的临界半径比为0.732；
（2）计算出八面体配位时正离子与负离子的临界半径比为0.414；
（3）计算出四面体配位时正离子与负离子的临界半径比为0.225；
（4）计算出三角形配位时正离子与负离子的临界半径比为0.155。
】
3、 问题:Si和Al的相对原子质量非常接近（分别为28.09和26.98），但SiO2和Al2O3的密度相差很大（分别为2.65g/cm3和3.96g/cm3），试计算SiO2和Al2O3堆积系数，并用晶体结构及鲍林规则说明两者密度相差大的原因。
评分规则: 【 （1）计算出SiO2堆积系数为0.46；；
（2）计算出Al2O3堆积系数为0.69；
（3）由两者堆积系数比较其密度大小；
（4）分析两者密度相差大的原因。
】
4、 问题:试比较两类黏土矿物：高岭石和蒙脱石的结构和性质的异同。
评分规则: 【 （1）从高岭石结构说明其性质；
（2）从蒙脱石结构说明其性质。
】
5、 问题:在实验中，从一种玻璃熔体中结晶出层状晶体，经X射线衍射图谱鉴定，它是单相，即只有一种晶体结构，而化学分析结果表明，它具有复杂的化学式：KF·AlF3·BaO·MgO·Al2O3·5MgSiO3，请说明：（1）这与滑石、叶腊石或白云母哪一类晶体有关；（2）这个晶体是在滑石中进行了何种置换而形成的。
评分规则: 【 （1）写出该晶体结构式；
（2）分析该晶体属于白云母类；
（3）说明该晶体是在滑石中进行了何种置换而形成。
】
6、 问题:根据半径比关系，说明下列离子与O2-配位时的配位数各是多少？已知rO2-=0.132nm，rSi4+=0.039nm，rK+=0.131nm，rAl3+=0.057nm，rMg2+=0.078nm。
评分规则: 【 （1）Si4+与O2-配位时的配位数是4；
（2）K+与O2-配位时的配位数是12；
（3）Al3+与O2-配位时的配位数是6；
（4）Mg2+与O2-配位时的配位数是6。
】
第1章 晶体结构 第1章 晶体结构-单元测试
1、 问题:氯化钠（NaCl）晶体结构中，Cl-作面心立方最紧密堆积，Na+填充（ ）。
选项：
A:全部四面体空隙
B:全部八面体空隙
C:1/2四面体空隙
D:1/2八面体空隙
答案: 【全部八面体空隙】
2、 问题:在n个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在八面体空隙数为（ ）个。
选项：
A:n/4
B:n/2
C:n
D:2n
答案: 【n】
3、 问题:在n个球构成的六方或面心立方最近密堆积中，存在四面体空隙数为（ ）个。
选项：
A:n/4
B:n/2
C:n
D:2n
答案: 【2n】
4、 问题:在离子晶体中，配置于正离子周围的负离子数（即正离子的配位数）取决于正负离子半径比（r+/r-），某离子化合物的正负离子半径比（r+/r-）为0.564，其正离子配位数是（ ）。
选项：
A:3
B:4
C:6
D:8
答案: 【6】
5、 问题:由等径球的最紧密堆积而得到的六方最紧密堆积和面心立方最紧密堆积，其空间利用率达74.05％，余留空间为四面体空隙和八面体空隙，包围构成八面体空隙的球体数目是（ ）。
选项：
A:4
B:6
C:8
D:12
答案: 【6】
6、 问题:MgO晶体结构中，O2-作面心立方最紧密堆积，Mg2+填充（ ）。
选项：
A:全部四面体空隙
B:全部八面体空隙
C:1/2四面体空隙
D:1/2八面体空隙
答案: 【全部八面体空隙】
7、 问题:有M1X、M2X、M3Y三种离子化合物，离子半径分别为：rX＝0.181nm，rY＝0.13nm，rM1＝0.095nm，rM2＝0.169nm，rM3＝0.034nm，这三种化合物中阳离子配位数（CN）的大小顺序排列是（ ）。
选项：
A:M2X＞M1X＞M3Y
B:M1X＞M3Y＞M2X
C:M2X＞M3Y＞M1X
D:M3Y＞M2X＞M1X
答案: 【M2X＞M1X＞M3Y】
8、 问题:在一个面心立方晶胞中，晶胞质点数为（ ）。
选项：
A:2
B:4
C:6
D:8
答案: 【4】
9、 问题:在一个面心立方晶胞中，共存在（ ）空隙。
选项：
A:4个四面体，4个八面体
B:8个四面体，8个八面体
C:8个四面体，4个八面体
D:4个四面体，8个八面体
答案: 【8个四面体，4个八面体】
10、 问题:MgAl2O4尖晶石晶体中，O2-面心立方最紧密堆积，Al3+填充（ ）。
选项：
A:1/8四面体空隙
B:1/2四面体空隙
C:1/8八面体空隙
D:1/2八面体空隙
答案: 【1/2八面体空隙】
11、 问题:MgAl2O4尖晶石晶体中，O2-面心立方最紧密堆积，Mg2+填充（ ）。
选项：
A:1/8四面体空隙
B:1/2四面体空隙
C:1/8八面体空隙
D:1/2八面体空隙
答案: 【1/8四面体空隙】
12、 问题:下面四种说法中哪个是正确（ ）。
选项：
A:α-方石英和β-方石英结构中均有一对称面
B:α-鳞石英结构中Si－O－Si键角为150°
C:α-方石英和α-鳞石英结构中有相同的对称要素
D:α-鳞石英结构中有对称面
答案: 【α-鳞石英结构中有对称面】
13、 问题:叶腊石Al2Si4O102和滑石Mg3Si4O102都属于2:1层状（复网层）结构类型，它们的区别在于（ ）。
选项：
A:两者互为多型结构
B:两者是同质多晶体
C:结构中的八面体空隙被不同的正离子（Al3+及Mg2+）所占据
D:结构中的四面体空隙被不同的正离子（Al3+及Mg2+）所占据
答案: 【结构中的八面体空隙被不同的正离子（Al3+及Mg2+）所占据】
14、 问题:构成层状硅酸盐[Si4O10]4-片中的Si4+通常被一定数目的Al3+所取代，为满足鲍林第二规则（静电价规则），在层结构中结合有OH－离子和各种二价或三价金属离子，这种以Al3+取代Si4+的现象称为（ ）。
选项：
A:同质多晶现象
B:多型现象
C:有序-无序转化
D:同晶置换
答案: 【同晶置换】
15、 问题:闪锌矿（立方ZnS）晶体结构中，S2-作面心立方最紧密堆积，Zn2+填充（ ）。
选项：
A:全部四面体空隙
B:全部八面体空隙
C:1/2四面体空隙
D:1/2八面体空隙
答案: 【1/2四面体空隙】
16、 问题:纤锌矿（六方ZnS）晶体结构中，S2-作六方最紧密堆积，Zn2+填充（ ）。
选项：
A:全部四面体空隙
B:全部八面体空隙
C:1/2四面体空隙
D:1/2八面体空隙
答案: 【1/2四面体空隙】
17、 问题:萤石（CaF2）晶体结构中，Ca2+作面心立方最紧密堆积，F-填充（ ）。
选项：
A:全部四面体空隙
B:全部八面体空隙
C:1/2四面体空隙
D:1/2八面体空隙
答案: 【全部四面体空隙】
18、 问题:ZrO2晶体结构中，O2-作简单立方堆积，Zr4+填充（ ）。
选项：
A:全部立方体空隙
B:1/2立方体空隙
C:1/4立方体空隙
D:1/8立方体空隙
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