《无机材料科学基础》课程教学资源（试卷习题）无机材料科学基础试卷B（答案）

2005-2006学年第2学期无机材料科学基础-2课程试卷B标准答案及评分标准上课班级：03材1，2,班制定教师：涂军波审核人：考试时间：2006-7-4一，填空题（每空1分，共10分）1.扩散物质浓度分布随时间变化的扩散菲克第二定律或c/t=D（2c/x2+2c/y2+2c/2）或c/=D2c/x22．在化学位梯度作用下组分之间的扩散。3. Iv=0, U#04. Iv=0, U=05.发生了分相。6.两相的化学势相等但化学势的一级导数不相等。7. 高温稳定低温分解：低温稳定高温分解8. 4二.判断题（每题1分，共10分）1.-2.+3. +4.-5.-6..7. +8.-9.-10. +三，单项选择题（每题3分，共30分）1. D2. B3. B-

1 2005-2006 学年第 2 学期 无机材料科学基础-2 课程 试卷 B 标准答案及评分标准 上课班级：03 材 1，2,班 制定教师： 涂军波 审核人： 考试时间： 2006-7-4 一．填空题（每空 1 分，共 10 分） 1. 扩散物质浓度分布随时间变化的扩散 菲克第二定律或 ψc/ψt=D （ψ2c/ψx 2+ψ2c/ψy 2+ψ2c/ψz 2）或 ψc/ψt=Dψ2c/ψx 2 2. 在化学位梯度作用下组分之间的扩散。 3. Iv=0，U≠0 4. Iv=0，U=0 5. 发生了分相。 6. 两相的化学势相等但化学势的一级导数不相等。 7. 高温稳定低温分解；低温稳定高温分解 8. 4 二.判断题（每题 1 分，共 10 分） 1． – 2． + 3． + 4． – 5． – 6． - 7． + 8． – 9． - 10．+ 三.单项选择题（每题 3 分，共 30 分） 1. D 2. B 3. B

4. c5. D6.D7.D8.B9.D10. D四，如果有nimoli原子从化学位μi扩散到μi2则G=ni2-n=n0或G=ni2-=n(1分)设n=1，则G=△(<0)对一微小的过程，则有dG/dx=dμ;/dx<0或dG/dx=dμ;/dx(1分）设一多组分体系中，i组分质点沿x方向扩散所受到的力等于该组分化学位在x(1分）方向上梯度的负值。即Fi=- d μi/dx(1分)若对单个质点，则f=-1/Nodμ/dx相应质点运动的平均速率ui正比于作用力fi即(1分)u=Bifi=--Bi/No d μ i/dx(1分J=ciu=-c;B;/No d μ/dx而对于实际溶液有μ=μ+RTInai=μ=μ+RTIniXiJ=-cB/NoRT（dlnXi+dln）/dx=-BikT（dlnx+dln1）/dlnci:dc/dx（1分）(1分）而ci/c=xi，故J=-BikT（1+dln/dlnci）dc/dx(1分）而 J=-D,dc;/dx(1分所以D,=B;kT（1+dln/dlnci)说明：若以1mol为基准推导出D,=BikT（1+dln/dlnci）也判为正确。五：相变过程中系统自由恰的变化为(2分AG=AGi+G2=VGv+A由题意，析出晶核是边长为r的立方体，且新相核数为n，则有：2

2 4. C 5. D 6. D 7. D 8. B 9. D 10. D 四．如果有 ni mol i 原子从化学位 μi1扩散到 μi2， 则 ΔG=niμi2-niμi1=niΔμi<0 或 ΔG=niμi2-niμi1=niΔμi （1 分） 设 ni=1，则 ΔG=Δμi(<0) 对一微小的过程，则有 dG/dx=dμi/dx<0 或 dG/dx=dμi/dx （1 分） 设一多组分体系中，i 组分质点沿 x 方向扩散所受到的力等于该组分化学位在 x 方向上梯度的负值。 （1 分） 即 Fi=- dμi/dx 若对单个质点，则 fi=-1/N0 dμi/dx （1 分） 相应质点运动的平均速率 ui 正比于作用力 fi 即 ui=Bifi=-Bi/N0 dμi/dx （1 分） Ji=ciui=-ciBi/N0 dμi/dx （1 分） 而对于实际溶液有 μi=μi 0 +RTlnai=μi=μi 0 +RTlnγixi Ji=-ciBi/N0 RT（dlnxi+dlnγi）/dx=-BikT（dlnxi+dlnγi）/dlnci·dci/dx （1 分） 而 ci/c=xi，故 Ji=-BikT（1+ dlnγi/ dlnci）dci/dx （1 分） 而 Ji=-Didci/dx （1 分） 所以 Di=BikT（1+ dlnγi/ dlnci） （1 分） 说明：若以 1mol 为基准推导出 Di=BikT（1+ dlnγi/ dlnci） 也判为正确。 五．相变过程中系统自由焓的变化为 ΔG=ΔG1+ΔG2=VΔGV+Aγ （2 分） 由题意，析出晶核是边长为 r 的立方体，且新相核数为 n，则有：

V=4JInr/3, A=4JInr2(1分）△G=4JInr"/3△Gv+4JInr2或△G=4JInr/3△H△T/To+4JInr(1分)令d（△G）/da=4JInr?△Gv+8JInr=0或d（△G）/da=4JInrH△T/To+8JInr=0(1分)(1分）则r*=-2/Gv或 r*=-2To/ HT(2分)△Gr*=16JIn/3△Gv2A*=4JIr*2n=16JI*n/△Gv2(1分)△Gr*=1/3A*(1分)或成核势垒等于临界界面能的三分之一说明：若强调以析出一个球形晶核为例进行推导，相应的各式中可没有n，也判正确。六。由自由焰-组成曲线推导相图（15分）116T5T4T3LRT2仅t3TPJTA3XB评分标准：1.做出T6、T5、T4、T3图各2分，T2、Ti、图各1分：2.标出做图对应点2分；3.标出相区3分；七。相图（15分）（1）该化合物为不一致熔融化合物；（2分）3

3 V=4Лnr 3 /3，A=4Лnr 2 （1 分） ΔG=4Лnr 3 /3ΔGV+4Лnr 2γ 或 ΔG=4Лnr 3 /3ΔHΔT/T0+4Лnr 2γ （1 分） 令 d（ΔG）/da= 4Лnr 2ΔGV+8Лnrγ=0 或 d（ΔG）/da= 4Лnr 2ΔHΔT/T0+8Лnrγ=0 （1 分） 则 r*=-2γ/ΔGV 或 r*=-2γT0/ΔHΔT （1 分） ΔGr*=16Лγ3 n/3ΔGV 2 （2 分） A*=4Лr*2n=16Лγ2 n/ΔGV 2 （1 分） ΔGr*=1/3 A*γ 或成核势垒等于临界界面能的三分之一。 （1 分） 说明：若强调以析出一个球形晶核为例进行推导，相应的各式中可没有 n，也判 正确。 六．由自由焓-组成曲线推导相图（15 分） 评分标准：1.做出 T6、T5、T4、T3 图各 2 分，T2、T1、图各 1 分； 2.标出做图对应点 2 分； 3.标出相区 3 分； 七．相图（15 分） （1） 该化合物为不一致熔融化合物；（2 分）

(2)见下图标示：（4分）（3）K为单转熔点（双升点），L、M为低共熔点；（每点1分共3分）（4）点1结晶路程L-NL-N+C液相点1'D(2分）L.(LE-→N+C+B)f=2f=1f=0N+CN+C+BE(1分)固相点N点2结晶路程L→BL+A-→N+B （A 回吸)L→A+BFK液相点2(2分）L（LE→N+C+B）f=2f=1f=0A+BA+N+BN+BN+B+C固相点BGHI2(1分）C7?ezP?1?12清工AGGe,L、M、K点周围温降线各1分，el、e2、e3温降线共1分，总共4分。4

4 （2） 见下图标示；（4 分） （3） K 为单转熔点（双升点），L、M 为低共熔点；（每点 1 分共 3 分） （4） 点 1 结晶路程 L→N L→N+C 液相点 1 D L （LE→N+C+B） （2 分） f=2 f=1 f=0 N+C N+C+B 固相点 N E 1 （1 分） 点 2 结晶路程 L→B L→A+B L+A→N+B（A 回吸） 液相点 2 F K L（LE→N+C+B） （2 分） f=2 f=1 f=0 A+B A+N+B N+B N+B+C 固相点 B G H I 2 （1 分） L、M、K 点周围温降线各 1 分，e1、 e2 、e3 温降线共 1 分，总共 4 分