新能源考試題(2024030352)

1、新能源試卷一、填空1. 離子化合物的特點(diǎn)是 位數(shù)配高和堆積致密。2. 決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素就是正、負(fù)離子電荷多少，半徑大小以及離子 間的最密堆積原那么。3. 氯化鈉晶體是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的 面心立方格子相互滲入交錯(cuò)而組 成的。4. 在氟化鈣結(jié)構(gòu)中，如果陽(yáng)離子和陰離子互易其位，那么形成一種反螢石結(jié)構(gòu)。5. 在離子化合物中，如果取走一個(gè)Na,晶格中多了一個(gè)e，形成帶電的空 位Vw 。M原子進(jìn)入間隙位置表示為 M，溶質(zhì)Ca占據(jù)了 Na的位置表 示為Ca Na 。6. 雜質(zhì)缺陷的種類分為 間隙雜質(zhì) 和置換雜質(zhì)_。雜質(zhì)缺陷的濃度與溫度 無(wú)關(guān)，只決定于溶解度。7. 自蔓延高溫合成燃燒法中，燃燒以恒定

2、的 線速逐層蔓延，其速度取決于 熱的發(fā)生和耗散過(guò)程。8. 沉淀法中沉淀的生成要經(jīng)歷 成核、生長(zhǎng)兩個(gè)階段。9. 固體酸型質(zhì)子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中 有序-無(wú)序性是決定其性質(zhì)的一個(gè)主要特征。10. LSGM電解質(zhì)最突出的優(yōu)點(diǎn)是 無(wú)電子電導(dǎo)。11. 許多層狀無(wú)機(jī)硫族化合物可以同堿金屬發(fā)生可逆反響，這樣的化合物 統(tǒng)稱為嵌入化合物。12. 放電平臺(tái)時(shí)間是指在電池滿電情況下放電至某電壓的放電時(shí)間。13微乳液是由兩種互不相溶的液體在 外表活性劑的作用下形成的液體分 散體系。10. 共價(jià)鍵的特點(diǎn)為具有 方向性和飽和性。11. CaF2晶體結(jié)構(gòu)中鈣離子占據(jù) 面心立方格子各格點(diǎn)的位置，格子中有8個(gè)氟離子，每個(gè)氟離子被最鄰近的

3、4個(gè)鈣離子以四面體方式配位著。被稱為立方螢石結(jié)構(gòu)。12. 金屬晶體中的原子配置符合 最密堆積的原理13. 原子的空間利用率常用原子堆積系數(shù)來(lái)衡量，它的表達(dá)式為：原子堆積系數(shù)E =單位晶胞內(nèi)原子體積/單位晶胞體積。14. 范德華力由以下三種力組成： 取向力、誘導(dǎo)力、色散力。15. 晶體中同時(shí)產(chǎn)生一對(duì) 間隙原子和空位的缺陷，稱之為Frankel弗侖 克爾缺陷。16. Darken認(rèn)為電負(fù)性差 滿足D0 K時(shí)，一些自由電子被激發(fā)到導(dǎo)帶的能級(jí)中，表現(xiàn)出價(jià)帶產(chǎn) 生空穴，導(dǎo)帶存在電沒(méi)你18. 溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置劃分兩類：間隙型固溶體、置換型固溶體。19. 用溶膠凝膠法制備的塊體材料具有純度高、材料

4、成分易控制、成分 多元化、均勻性好、材料形狀多樣化、且可在較低的溫度下進(jìn)性合成并致密化等優(yōu)點(diǎn)20. 如下列圖的加料方法在共沉淀法中被稱為 順加法21. 扌昆合金丿用鹽漆液22. 固體氧化物燃料電池SOFC屬于第三代燃料電池，是一種在 中高溫 度下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電 能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。23. 在鋰離子電池的充放電過(guò)程中，鋰離子處于從正極-負(fù)極-正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。人們把這種電化學(xué)儲(chǔ)能體系形象地稱為“搖椅式電池。24. 離子鍵的特點(diǎn)是無(wú)飽和性、無(wú)定向性，離子化合物的特性是配位數(shù)高，堆積致密。25. 根據(jù)對(duì)理想晶體偏離的幾何位置分為四類 空位、間隙原子、雜

5、質(zhì)原子、原子錯(cuò)位。26. 溶膠-凝膠法的根本原理是將無(wú)機(jī)鹽水解直接形成溶膠，然后使溶質(zhì)集合膠化，制成薄膜，熱處理除去有機(jī)成分，最后得到納米 微粒。27. 自蔓延高溫合成是利用化學(xué)反響放出大量的熱使燃燒反響自 發(fā)的進(jìn)行下去，以獲得具有指定 成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。28. YSZ本錢低穩(wěn)定性高,電導(dǎo)率低。29. SOFC陰極材料要求孔隙率高,有適宜的熱膨脹系數(shù)。30. 金剛石中C原子之間以 共價(jià)鍵 結(jié)合，C原子發(fā)生sp3雜化。31. 離子晶體是由正、負(fù)離子以離子鍵結(jié)合起來(lái)的，離子鍵的特點(diǎn)是無(wú)飽和性、無(wú)定向性。32. 分子與分子之間存在著的一種弱力，稱作 范德華力，它是由色散 力、誘導(dǎo)力、取向力三種力組成

6、。33. 晶體缺陷與固體結(jié)構(gòu)、組成、制備工藝 和材料的物理性質(zhì)之間有著 密不可分的關(guān)系。34. 晶體的物理缺陷是指應(yīng)變、位錯(cuò)、晶粒間界、孿晶面和堆垛層等。35. 固體中的缺陷按照產(chǎn)生的原因分為熱缺陷、雜質(zhì)缺陷、電荷缺陷三 類。36. 鋰離子電池保持性能的最正確充電方式為淺充淺放。37. 自放電率 又稱荷電保持能力，是指電池在開路狀態(tài)下，電池所儲(chǔ)存 的電量在一定條件下的保持能力。38. 針對(duì)鋰離子電池負(fù)極材料 LiFeP04導(dǎo)電性差這個(gè)問(wèn)題，可以采用包 覆導(dǎo)電層、離子摻雜、提高比外表積 等方法來(lái)改善。39. 無(wú)機(jī)固體材料合成與制備中，沉淀法的沉淀的生成要經(jīng)歷成核、生長(zhǎng) 兩個(gè)階段。這兩個(gè)階段的相對(duì)

7、速率決定了生成粒子的大小和形狀。40. 包覆沉淀法是一種組分為固相活性基體，分散到另一組分的溶液中， 使另一組分沉淀到固相組分的外表形成核-殼復(fù)合結(jié)構(gòu)，經(jīng)處理得到目標(biāo) 產(chǎn)物。41. 在固體氧化物燃料電池的陽(yáng)極一側(cè)持續(xù)通入燃料氣，在陰極一側(cè)42. 目前大量應(yīng)用于SOFC勺電解質(zhì)是全穩(wěn)定ZrO2陶瓷。在其中摻進(jìn)某 些二價(jià)或三價(jià)金屬氧化物，目前常用YSZ是 Y2O3穩(wěn)定ZrO2二、選擇1. 以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是Aa溶膠中，固相粒子按一定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定不能自由移動(dòng)b單相共沉淀法的缺點(diǎn)是適用范圍很窄，僅對(duì)有限的草酸鹽沉淀使用c導(dǎo)致水熱反響加劇的主要原因是水的電離常數(shù)隨水熱反響溫度的上升 而增加d在檢驗(yàn)乳液

8、時(shí)，假設(shè)想說(shuō)明水是連續(xù)相，可以參加亞甲基藍(lán)2. 關(guān)于固溶體的根本特征，以下選項(xiàng)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是Da溶質(zhì)和溶劑原子占據(jù)一個(gè)共同的晶體點(diǎn)陣，點(diǎn)陣的類型和溶劑的點(diǎn)陣類 型相同b有一定的成分范圍c具有比擬明顯的金屬性質(zhì)d結(jié)合鍵主要是非金屬鍵3. 以下晶體缺陷是化學(xué)缺陷的是ADA. 外來(lái)原子B.應(yīng)變C.位錯(cuò)D.空位4. Frankel缺陷特點(diǎn)有ADA. 空位和間隙成對(duì)產(chǎn)生 B.正離子空位和負(fù)離子空位成對(duì)出現(xiàn)C.晶體體積增大 D.晶體密度不變5. 以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是ACA. Cu基金屬陶瓷陽(yáng)極具有催化活性低、Cu只提供電子電導(dǎo)的缺點(diǎn)B. A2BO4陰層狀類鈣鈦礦陰極材料具有較差的熱穩(wěn)定性C. 實(shí)驗(yàn)中隨著Sr

9、摻雜量的增加，LSM的熱膨脹系數(shù)會(huì)增大D. 金屬合金連接體材料導(dǎo)電能力和抗硫化能力強(qiáng)6. 以下哪種合成方法很可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物中各元素的非化學(xué)計(jì)量性。 BA. 固相合成法 B. 共沉淀法 C. 溶膠凝膠法 D. 微波合成法7. 以下屬于LiFeP04作為鋰離子電池正極材料優(yōu)點(diǎn)的是A。A. 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 B. 耐過(guò)充 C. 擴(kuò)散系數(shù)大 D. 電子導(dǎo)電率低8. ZnS屬于B，CsF 屬于A9. A. 離子晶體 B. 原子晶體 C. 分子晶體 D. 金屬晶體10. 以下不屬于分子晶體性質(zhì)的是 DA. 低熔點(diǎn)B.低硬度C低導(dǎo)電率D小的壓縮率11. 以下無(wú)機(jī)材料制備方法中不屬于液相法的是 AA. SHS B.s

10、o-gel法C溶劑蒸發(fā)法 D.微乳液法12. 以下凝膠的快速枯燥法中。能得到氣凝膠的是AA. SCF B.冷凍枯燥C.DCCA法 D.微波枯燥13. 以下不屬于SHS反響類型的是(B)AssBslCsgD.金屬間化合物14.SOFC關(guān)鍵材料合成方法中不包括DA. sokgel B.沉淀法C水熱法D.物理氣相法15.以下有關(guān)兩種SOFC說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是DA. 氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陽(yáng)極側(cè)產(chǎn)生B. 質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陰極側(cè)產(chǎn)生C. 氧離子導(dǎo)體SOFC然料氣具有多樣性D. 質(zhì)子導(dǎo)體SOFC燃料氣具有多樣性16以下是SOF邙日極陰極材料共有的性質(zhì)是CA. 催化氧化復(fù)原反響，產(chǎn)生氧負(fù)離子

11、B. 燃料氣氧化提供電化學(xué)反響的場(chǎng)所C. 傳遞電子D. 提供氫氣等燃料通道17. 目前針對(duì)LiFePO4材料導(dǎo)電性差采取的措施中不包括AA. 改變制備條件B.包覆導(dǎo)電層C離子摻雜D.提高比外表積18. 以下不適合做鋰離子電池隔膜材料的是 CA. 多孔聚合物薄膜B.無(wú)紡布C.A2O3電解質(zhì)隔膜D.聚合物電解質(zhì)MnO2 的晶體結(jié)構(gòu)屬于以下哪種類型 BA. 螢石結(jié)構(gòu)B.金紅石結(jié)構(gòu)C.閃鋅礦結(jié)構(gòu)D.纖鋅礦結(jié)構(gòu)1. 離子鍵的特點(diǎn)是 AB. 無(wú)飽和性，無(wú)定向性C. 飽和性，定向性D. 無(wú)飽和性，定向性E. 飽和性，無(wú)定向性2. 以下屬于Frankel弗倫克爾缺陷的特點(diǎn)的是AA. 晶體密度不變B. 正離子空

12、位和負(fù)離子空位成對(duì)產(chǎn)生C晶體體積增大C. 只產(chǎn)生空位或間隙3. 以下不屬于利于固溶體形成的條件是 CA. 結(jié)構(gòu)類型相同B. 化學(xué)性質(zhì)相似C. 體積相同D. 置換質(zhì)點(diǎn)大小相近4. 膠凝的具體做法不包括 DA. 改變溫度B. 轉(zhuǎn)換溶劑C. 加電解質(zhì)D. 參加溶劑5. 自蔓延的主要特點(diǎn)不包括 AA. 低溫進(jìn)行B. 反響快速C. 自發(fā)進(jìn)行D. 溫度梯度大6. 以下不屬于管式SOFC勺特點(diǎn)的是BA. 單電池采用串，并聯(lián)方式組合在一起B(yǎng). 電流通過(guò)電池的路徑較長(zhǎng)C. 電池組裝相對(duì)簡(jiǎn)單D. 可在高溫下進(jìn)行工作7. 根據(jù)產(chǎn)生缺陷的原因可將缺陷分為三類，以下不屬于的是CA. 熱缺陷B. 雜質(zhì)缺陷C. 點(diǎn)缺陷D.

13、 電荷缺陷8. 以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是 DA. 沉淀法包括直接，均相，共沉淀法B. 溶膠按分散液相不同可分為水溶膠和醇溶膠C. 離子化合物的特點(diǎn)是配位數(shù)高，堆積致密D. 金屬鍵的特點(diǎn)是飽和性和方向性9. 以下關(guān)于符號(hào) Azb 表述不正確的選項(xiàng)是 CA. 是常用缺陷的表示方法B. 下標(biāo) b 表示缺陷位置C. 上標(biāo)z表示有效電荷，其中“ 表示有效負(fù)電荷D. 用主要符號(hào) A 說(shuō)明缺陷種類19. 石墨晶體內(nèi)部存在的化學(xué)鍵有 BC A. 離子鍵 B. 共價(jià)鍵 C. 范德華鍵 D. 氫鍵21. 金屬的密度一般較大是因?yàn)樵诮饘僦?C A. 有自由電子B.有離域鍵C. 原子的最密堆積原那么 D. 有金屬鍵22

14、. 雜質(zhì)缺陷的種類有 ( A )整比缺陷 間隙雜質(zhì) 吸附雜質(zhì) 置換雜質(zhì)A. B. C. D. 23固溶體按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置劃分為_、兩類。AD A.間隙型固溶體B.連續(xù)型固溶體C.有限型固溶體D.置換型固溶體25. 石墨作為鋰離子電池的負(fù)極材料，主要缺點(diǎn)是A 。A.容量較低B.插入鋰體積變化大C.大倍率充放電性能差D.易產(chǎn)生枝晶26. 鋰離子電池的電壓高達(dá)D。A. 2.9V B. 3.5V C. 4.0V D. 3.6V27. 化物燃料電池SOFC以固體氧化物氧離子傳導(dǎo)作為電解質(zhì)。其工作原理如右圖所示：以下關(guān)于固體燃料電池的有關(guān)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是D燃料7t電極a棧融面一1固體氧化物外電

15、路1i飛闞氧氣*1電極&排枚A. 電極b為電池負(fù)極，電極反響式為 Q+ 4e_= 4O_B. 固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過(guò)C. 假設(shè)H作為燃料氣，那么接觸面上發(fā)生的反響為Hb+ 2QH 4e_= 2J+ HbQD. 假設(shè)GH作為燃料氣，那么接觸面上發(fā)生的反響為 GH4 + 6Cf 12e= 2CQ+ 2HQ28. 有四種燃料電池，A.固體氧化物燃料電池，B.堿性氫氧化物燃料電池，C.質(zhì)子交換膜燃料電池，D.熔融鹽燃料電池，下面是工作原理示意圖,電#!F感EID三、判斷1. 離子晶體在低溫下不導(dǎo)電，不傳熱，但它的熔體卻可以產(chǎn)生離子導(dǎo)電。“2. Ba i.oSri.oFeQ+的容差因子t=

16、0.8782，由此可判斷出該層狀類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的。X3. 使用不同種類的射線輻射同一種晶體，產(chǎn)生的F心顏色可能會(huì)不同。X4. 形成連續(xù)固溶體，兩個(gè)組分應(yīng)具有相同的晶體結(jié)構(gòu)或化學(xué)式類似。“5. 濃度越大、溫度越高、放置時(shí)間越長(zhǎng)都能促進(jìn)凝膠的形成。X，溫度越低才對(duì)6. 凝膠的陳化目的是提高固相網(wǎng)絡(luò)骨架的強(qiáng)度?！?. Y SZ具有本錢低、高穩(wěn)定性、高電導(dǎo)率、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)。X,低電導(dǎo)率8. 在質(zhì)子導(dǎo)體中，BaZrQs質(zhì)子導(dǎo)體的電導(dǎo)率較高，而BaCeQ的電導(dǎo)率較低。X，正好相反9. 鋰二次電池具有循環(huán)壽命高、平安性差的特點(diǎn)。X,循環(huán)壽命低10. 一般環(huán)境溫度越高，充電效率和放電效率均高。X，充電

17、效率低1. 離子晶體在低溫下不導(dǎo)電，也不傳熱。(“)2. 只有在形成分子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生原子軌道的雜化 , 孤立原子不發(fā)生雜化。(V)3. 缺陷按照組成的化學(xué)計(jì)量比 , 可分為整比缺陷和非整比缺陷 , 但無(wú)論那種都可改變晶體的組成。(X)( 整比缺陷是指單質(zhì)或整比化合物的缺陷 , 并不會(huì)改變晶體的組成 )4. 置換型固溶體由溶劑原子代替一局部溶質(zhì)原子而占據(jù)著溶質(zhì)晶格X(溶質(zhì)原子代替溶劑原子)5. 共沉淀法是指利用某一化學(xué)反響使溶液中的構(gòu)晶粒子由溶液中緩慢釋放出來(lái),緩慢均勻的發(fā)生沉淀反響析出沉淀。( X ) (均相沉淀法)6. 高溫高壓下水的蒸汽壓會(huì)變高 , 離子積變高 , 密度變低 , 粘度變

18、低。( V)7. SOFC 中, 為了更好的傳導(dǎo)離子和電子 , 電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)必須是疏松多孔的。( X ) (為防止短路,必須是致密的 )8. 氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陽(yáng)極側(cè)生成，而質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC在陰 極側(cè)生成。 (V)9. 用的鋰離子電池存在記憶效應(yīng)，所以要等它完全放完電后在充電，且要充電完全。X10. 充電效率是指電池在充電過(guò)程中所消耗的電能與轉(zhuǎn)化成電池儲(chǔ)存的化 學(xué)能的量度 , 與時(shí)間無(wú)關(guān)。 (V)1. 離子晶體在低溫下不導(dǎo)電，不傳熱，但它的熔體卻可以產(chǎn)生離子導(dǎo)電YES 2價(jià)鍵理論中，假設(shè)原子A和原子B各有一個(gè)未成對(duì)的電子， 那么可相互配對(duì)構(gòu)成共價(jià)鍵NO3. 對(duì)于實(shí)際晶體，只有局

19、部天然的晶體是理想晶體，人工合成的都不是理想晶體NO4. 位錯(cuò)屬于化學(xué)缺陷NO5. 固相法包括高溫固相合成法，自蔓延高溫合成法，機(jī)械合金化技術(shù) YES6. 凝膠是具有固體特征的膠體體系“7.S0FC要求電解質(zhì)有高的離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率X8. LSGM電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)之一是低的電子電導(dǎo)率錯(cuò)，無(wú)電子電導(dǎo)率9. 氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陰極側(cè)生成；質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陽(yáng) 極側(cè)生成。錯(cuò)，反過(guò)來(lái)10. 固體氧化物燃料電池SOFC是一種在高溫下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置錯(cuò)，中高溫1. 分子間氫鍵的形成會(huì)使物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)降低，而分子內(nèi)氫鍵的形成

20、 那么使物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)升高。 X解：分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高，分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)降低。2. NaCl 是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的體心立方格子相互滲入交錯(cuò)而形成的， 每個(gè)離子周圍均有八個(gè)最鄰近的異性離子。 X解：NaCI是面心立方格子，每個(gè)離子周圍有六個(gè)最近鄰異性離子。3. 雜質(zhì)缺陷的濃度不僅與溫度有關(guān)，也與溶解度有關(guān)。X解：與溫度無(wú)關(guān)4. 固溶體按照各組元原子分布的規(guī)律性分無(wú)序固溶體和有序固溶體?！?. 鋰離子電池的過(guò)充承受能力很強(qiáng)。 X解：非常弱6. 一般情況下，電池的放電倍率越高，放電效率越低；溫度越高，放電 效率越高?！?. 直接沉淀反響具有非平衡特點(diǎn)，得到的納米粒子粒徑分布寬，容

21、易團(tuán)聚，粒子的分散性也較差。“8溶膠Sol是具有固體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子，分散的粒子大小在1100nm之間。X解：溶膠Sol是具有液體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者 大分子，分散的粒子大小在1 100 nm之間。9. 熱處理過(guò)程是溶膠凝膠中最耗時(shí)的工序。 X 解：枯燥過(guò)程是溶膠凝膠中最耗時(shí)的工序！電極材料本身首先是一種催化劑。對(duì) SOFC陽(yáng)日極材料，要求電子電導(dǎo)高，在 復(fù)原氣氛中穩(wěn)定并保持良好透氣性。SOFC陰極材料在高溫氧氣氛環(huán)境工 作，起傳遞電子和擴(kuò)散氧作用，應(yīng)是多孔洞的電子導(dǎo)電性薄膜?！八?、簡(jiǎn)答1. 簡(jiǎn)述原子堆積系數(shù)的定義，并且求出六方密堆的堆積系數(shù) 。 答：

22、原子堆積系數(shù) =單位晶胞內(nèi)原子體積 / 單位晶胞體積應(yīng)* t:晶搐單誼長(zhǎng)度 R:廉子半軽c = aS/3a = 2/i單位晶胞原子數(shù)n -6那么，原子竿積険戟64打爐/3)1 再 M )2 2= 0.746(4jdil/3)Q12Ry；gj3JT)2. 簡(jiǎn)述分子軌道理論的要點(diǎn)。至少四條 .原子形成分子后，電子屬于整個(gè)分子，分子軌道由原子軌道組合而成; .全部電子都要在分子軌道上進(jìn)行分布； .電子的分布遵守三原那么； .如果電子排布的結(jié)果，使系統(tǒng)的能量降低，便可成鍵，有穩(wěn)定的分子；否那么，不能成鍵。3. 寫出以下缺陷或缺陷反響式。 CaT取代n6Ca Na CaT取代 Zr4+Ca zr MgC

23、2固溶在LiCl晶體中產(chǎn)生正離子空位，生成置換型SSMgCl2s LiCl Mg Li Vli 2CI。 CaO固溶在ZrO2晶體中產(chǎn)生負(fù)離子空位，生成置換型SSCaOs ZrO2 Ca；r + VO?+O“冷 叫乃滄 + K； + 仏4. 溶劑蒸發(fā)法的優(yōu)點(diǎn) 粒子內(nèi)各成分比例與原溶液相同，且可形成多組分氧化物粉末； 氧化物粒子一般為球形，流動(dòng)性好； 易于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)能力較大。5. 鈣鈦礦氧化物型質(zhì)子導(dǎo)體中質(zhì)子是如何傳遞的?答：ABO鈣鈦礦氧化物母體并不能釋放出質(zhì)子，而是由于在對(duì)母體進(jìn)行摻 雜時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧空位，這時(shí)氧化物周圍的水蒸汽或氫氣會(huì)和氧空位及電子空穴發(fā)生缺陷反響，從而產(chǎn)生質(zhì)子，并帶動(dòng)質(zhì)子

24、的傳遞。6. 簡(jiǎn)述理想的鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)滿足的特點(diǎn) 。 大量Li+能夠快速、可逆的嵌入和脫出，以便得到高的容量密度。 Li+嵌入、脫出的可逆性好，主體結(jié)構(gòu)沒(méi)有或者變化很小。 Li*嵌入、脫出過(guò)程中，電極電位變化盡量小，保持電池電壓的平穩(wěn)。 電極材料具有良好的外表結(jié)構(gòu)，固體電解質(zhì)中間相穩(wěn)定、致密。 Li+在電極材料中具有較大擴(kuò)散系數(shù)，變化小，便于快速充放電。1請(qǐng)寫出原子堆積系數(shù)的定義公式并將下表補(bǔ)充完整。原子堆積系數(shù)二單位晶胞內(nèi)原子體積/單位晶胞體積StructureCNnZbcc820.68fcc1240.74hcp1260.742請(qǐng)分別簡(jiǎn)述Frankel缺陷和Schttky缺陷的特點(diǎn)。F

25、ran kel:(l)空位和間隙成對(duì)產(chǎn)生；晶體密度不變。Schttky:對(duì)于離子晶體，為保持電中性，正離子空位和負(fù)離子空位成對(duì)產(chǎn)生，晶體體積增大3. 請(qǐng)簡(jiǎn)述什么是沉淀法并列舉它的分類 。沉淀法是指包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當(dāng)參加沉淀劑后，或 在一定溫度下使溶液發(fā)生水解，得到沉淀微粉或前驅(qū)物沉淀物，經(jīng)熱分解 或脫水即得到所需產(chǎn)品。沉淀法分為直接沉淀法、均相沉淀法、共沉淀法、包覆沉淀法。4請(qǐng)簡(jiǎn)述SOFC寸陰極材料的要求。具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性空隙率高，具有多孔性電導(dǎo)率大于 100S/cm化學(xué)相容性好，燒結(jié)過(guò)程中與電解質(zhì)材料無(wú)化學(xué)反響熱匹配性好，具有適宜的熱膨脹系數(shù)5請(qǐng)簡(jiǎn)述SOFC的

26、開展方向。工作溫度低溫化燃料氣實(shí)現(xiàn)多樣化電和化學(xué)品共生電堆集成與優(yōu)化高溫發(fā)電和電解一體化5. 請(qǐng)簡(jiǎn)述鋰離子電池過(guò)度充放電的后果。過(guò)度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷， 而塌陷會(huì)造成充電過(guò)程中鋰 離子無(wú)法插入過(guò)度充電使過(guò)多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)， 而造成其中局部鋰離子再 也無(wú)法釋放出來(lái)。1. 關(guān)于鋰離子電池 5 分。1請(qǐng)寫出至少三種常用的正極材料 3 分磷酸鐵鋰 /LiFeP04,錳酸鋰/LiMn2O4/LiMnO2 ,鉆酸鋰 /LiCoO2,鎳酸鋰 /LiNiO2, 鎳鈷錳三元材料 /LiNiCoMnO22請(qǐng)問(wèn)過(guò)度充放電對(duì)鋰電池性能的影響 2 分 鋰離子電池過(guò)度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞。過(guò)

27、度放電導(dǎo)致負(fù)極碳 片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會(huì)造成充電過(guò)程中鋰離子無(wú)法插入；過(guò)度充電 使過(guò)多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中局部鋰離子再也無(wú)法釋放出 來(lái)。2. 液相法制備納米微粒都有哪些優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)寫出五點(diǎn) 5 分。 設(shè)備簡(jiǎn)單 原料容易獲得 產(chǎn)物純度高 產(chǎn)物均勻性好 化學(xué)組成可以準(zhǔn)確控制3. 關(guān)于自蔓延高溫合成 5 分。1請(qǐng)寫出其英文簡(jiǎn)稱及其概念 3 分SHS, 利用化學(xué)反響放出的大量熱量使燃燒反響自發(fā)的進(jìn)行下去，以獲得具 有指定成分和結(jié)構(gòu)的燃燒產(chǎn)物。2 請(qǐng)寫出自蔓延高溫合成法的兩種模式 2 分燃燒模式，熱爆模式。4. 用固體中的能帶理論來(lái)說(shuō)明半導(dǎo)體導(dǎo)電的機(jī)理 5 分。半導(dǎo)體的禁帶寬度較窄Eg2e

28、V。光照或在外電場(chǎng)的作用下，價(jià)帶 上的電子很容易躍遷至導(dǎo)帶使價(jià)帶產(chǎn)生少數(shù)空穴，導(dǎo)帶有了少數(shù)電子，二 者均未充滿電子，故能導(dǎo)電。5. 熱缺陷是離子晶體的主要缺陷。 請(qǐng)表達(dá)熱缺陷的分類， 并簡(jiǎn)述各個(gè)缺陷的 特點(diǎn)5 分。熱缺陷分為Frankel弗倫克爾缺陷和Schttky肖特基缺陷兩種。2分Frankel缺陷特點(diǎn)： 空位和間隙成對(duì)產(chǎn)生； 晶體密度不變。Schttky缺陷特點(diǎn)： 正離子空位和負(fù)離子空位成對(duì)產(chǎn)生； 晶體體積增大。 3 分6固體氧化物燃料電池SOFC因能量轉(zhuǎn)化效率較高而備受關(guān)注。請(qǐng)列舉出SOFC勺開展方向5分。 工作溫度低溫化 燃料氣實(shí)現(xiàn)多樣化 電和化學(xué)品共生 電堆集成與優(yōu)化 高溫發(fā)電和電

29、解一體化1. 石墨是由碳元素組成，它有著良好的導(dǎo)電性，試從其結(jié)構(gòu)中加以分析 石 墨有良好導(dǎo)電性的原因。答：石墨中C元素發(fā)生sp2雜化，第四個(gè)沒(méi)有雜化的pz軌道垂直于3個(gè) sp2雜化軌道。相互靠近的碳原子中沒(méi)有雜化的 pz軌道相互重疊形成n 鍵，這種n鍵相互連接在一層碳原子的上下形成大n鍵。由于電子在 這種大n鍵中是不定域的，故石墨有較好的導(dǎo)電性。2請(qǐng)簡(jiǎn)述什么是 熱缺陷，它有哪幾種 分類？答：熱缺陷是指當(dāng)晶體的溫度高于絕對(duì) 0K時(shí)，由于晶格內(nèi)原子熱 運(yùn)動(dòng)，使一局部能量較大的原子離開平衡位置造成的缺陷。它分 為Frankel弗倫克爾缺陷和 Schttky肖特基缺陷兩種。3. 簡(jiǎn)述鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)。

30、列舉最少五條答：輸出電壓高；能量密度高；自放電率?。豢焖俪浞烹?；充電效率高；平安，循環(huán)性好。4. 簡(jiǎn)述溶膠凝膠法形成凝膠的條件。答：形成凝膠的條件：首先決定于高分子或膠粒的構(gòu)形，其次與 濃度、溫度、時(shí)間等有關(guān)。濃度越大，溫度越低，放置時(shí)間的延長(zhǎng)等都能促進(jìn)凝膠的形成。5. 如何鑒別是否為 水包油 乳狀液？ 答：參加水溶性染料如亞甲基藍(lán)，說(shuō)明水是連續(xù)相。參加油溶性的染料 紅色蘇丹皿，說(shuō)明油是不連續(xù)相。五、綜述1. 金剛石和石墨都是由碳元素組成， 這兩種物質(zhì)在性質(zhì)上卻有顯著的差異， 試說(shuō)明它們的差異并加以論述。 答：金剛石是無(wú)色、透明、具有金屬光澤和高折射率的絕緣體，是最硬的 一種物質(zhì)；而石墨是黑色

31、不透明的導(dǎo)體，是最軟的物質(zhì)之一。兩者都是由碳組成，這兩種物質(zhì)性質(zhì)上的顯著差異來(lái)源于其結(jié)構(gòu)上化 學(xué)鍵的差異。在金剛石結(jié)構(gòu)中，起作用的是sp3成鍵軌道，所以4個(gè)價(jià)電子均被雜化。 而石墨中的雜化軌道是sp2雜化軌道，碳原子4個(gè)價(jià)電子只有3個(gè)被雜化， 尚有一個(gè) pz 軌道上的價(jià)電子未被雜化。石墨中的碳原子上，第四個(gè)沒(méi)有雜 化的pz軌道垂直于3個(gè)sp2雜化軌道。相互靠近的碳原子中沒(méi)有雜化的 pz 軌道相互重疊形成n鍵，這種n鍵相互連接在一層碳原子的上下形成大 n鍵。由于電子在這種大n鍵中是不定域的，故石墨有較好的導(dǎo)電性。在 石墨中除了 (T鍵和n鍵之外，還存在第三種類型的化學(xué)鍵，即范德華鍵。 一層層的石

32、墨靠范德華鍵維系在一起。 范德華鍵是一種比擬弱的鍵。 因此， 當(dāng)石墨與紙張等物體摩擦?xí)r，可以一層層脫落，而在紙上留下痕跡。2. LiFePO 4材料的缺點(diǎn)是什么，針對(duì)其中一條缺點(diǎn)，目前研究者們主要從 哪幾個(gè)方面的措施來(lái)改善。答：LiFePO材料存在著鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)小，電子導(dǎo)電率低等缺點(diǎn)，導(dǎo)致 其室溫下的循環(huán)性能以及高倍充放電性能不是很好。針對(duì)LiFePQ材料導(dǎo)電性差的特點(diǎn)，目前研究者們主要從包覆導(dǎo)電層、 離子摻雜、提高比外表積三個(gè)方面來(lái)改善。包覆導(dǎo)電層，利用碳包覆，碳的參加除了能夠增強(qiáng)電極材料的導(dǎo)電性能 外，在產(chǎn)物結(jié)晶過(guò)程中還充當(dāng)了成核劑，減小了產(chǎn)物的粒徑。此外還有聚 合物包覆， RuO2

33、包覆等離子摻雜，用高價(jià)態(tài)的金屬陽(yáng)離子如 Mg+、Al3+、Ti4+等進(jìn)行摻雜，摻雜 后產(chǎn)生的空穴表現(xiàn)比電子好得多的可移動(dòng)性，材料導(dǎo)電性得到明顯提高。提高材料的比外表積，可以增大擴(kuò)散界面散界面面積，同時(shí)縮短Li +在顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散路徑，從而提高活性材料的利用率，通常將材料做成納米 尺寸顆?；蚋弑韧獗矸e的多孔材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。3. 簡(jiǎn)述以質(zhì)子導(dǎo)體和氧離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的 SOFC勺工作原理；比擬兩類電 解質(zhì)的SOFC勺不同點(diǎn)并舉出這兩種類型的電解質(zhì)材料。1工作原理：質(zhì)子導(dǎo)體：先在陽(yáng)極發(fā)生氧化反響H2 2H+2e-, H+穿過(guò)電解質(zhì)向陰極移動(dòng), 在陰極參與復(fù)原反響2H+1/2O2+2e-H2O。氧離子導(dǎo)體：

34、先在陰極發(fā)生復(fù)原反響 O2+4 e- 2O生成的O2-穿過(guò)電解質(zhì) 向陽(yáng)極移動(dòng)，在陽(yáng)極參與氧化反響 H2(g)+ C2 H2O(g)+2 e。2生成水的位置不同氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陽(yáng)極側(cè)生成；質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陰極側(cè)生成。燃料不同氧離子導(dǎo)體SOFC然料氣具有多樣性；質(zhì)子導(dǎo)體SOFC只能用氫氣作為燃料。 3質(zhì)子導(dǎo)體：固態(tài)酸型、鈣鈦礦氧化物型 BaZrO3、BaCeO3氧離子導(dǎo)體：YSZ ScSZ GDG SDC LSGM 氧化鈰基電解質(zhì)1. 固體氧化物燃料電池中氧離子導(dǎo)體的電解質(zhì)有哪些？ 4 分請(qǐng)簡(jiǎn)述一種材料至少三種制備方法 3 分并具體介紹一種制備方法 3分1YSZ,GDC,SD

35、C,LAGM2 GDG材料，可以用水熱法，固相合成法，檸檬酸硝酸鹽法制備。3檸檬酸硝酸鹽法：將兩種硝酸鹽溶解混合得到硝酸鹽溶液，參加檸 檬酸攪拌得到透明溶液， 繼續(xù)加熱直至燃燒可得淡黃白色粉末， 最終 制得GDC粉末。2. 固體中的化學(xué)鍵主要有哪些？ 2分簡(jiǎn)述各種化學(xué)鍵的特點(diǎn)。 8分1離子鍵，共價(jià)鍵，范德華力和氫鍵 ，金屬鍵2離子鍵特點(diǎn)：無(wú)飽和性，無(wú)定向性共價(jià)鍵：方向性和飽和性 范德華力沒(méi)有方向性和飽和性，永遠(yuǎn)存在于分子和原子間，是一種吸引力，作用范圍低，最主要的是色散力作用 氫鍵：是一種弱作用力，有方向性和飽和性 金屬鍵：沒(méi)有飽和性和方向性，有電子的離域，有鍵的球?qū)ΨQ性。3. 請(qǐng)用簡(jiǎn)要概述鋰

36、離子電池的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)和典型的材料正，負(fù)極及選 取其中一種材料在開展中面臨的問(wèn)題及改進(jìn)。 10分1鋰離子電池是在鋰電池的根底上開展而來(lái)的， 其主要的組成局部為， 正極，負(fù)極，隔膜，電解液，外殼。鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓高， 能量密度高，自放電率小，可較快的充放電，充電效率高。平安性 及循環(huán)性能較好。 2正極為嵌鋰過(guò)渡金屬氧化物，典型材料為鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵 鋰及一些三元復(fù)合材料等。3磷酸鐵鋰，相對(duì)鈷酸鋰具有更強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性和 平安性。但是也存在著鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)小，電子導(dǎo)電率低等缺點(diǎn)，導(dǎo)致 其室溫下的循環(huán)性能以及高倍充放電性能不是很好?？刹扇√及矊?dǎo)電 層進(jìn)行離子摻雜提高材

37、料的比外表積等進(jìn)行改善。負(fù)極為嵌鋰化合物， 典型材料為碳石墨負(fù)極，金屬氧化物，鈦酸鋰等。碳負(fù)極可能在碳電 極外表析出金屬鋰，與電解液反響產(chǎn)生可燃?xì)怏w混合物，存在平安隱患。 采取的改進(jìn)措施為尋找新型的負(fù)極材料，如容量高，充放電體積變化小， 高的循環(huán)性能和使用壽命，可以快速、多循環(huán)充放電的鈦酸鋰。1、固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋 Westinghouse公司研制開發(fā)的.它 以固體氧化鋯 -氧化釔為電解質(zhì)， 這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子 O2- 在其間通過(guò).該電池的工作原理如下列圖，其中多孔電極 a、 b 均不參與電極反響.請(qǐng)問(wèn)：1該電池是何種導(dǎo)體為電解質(zhì)的 SOFC是酸性還是堿性的氫氧燃 料電池？答：是氧離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的 SOFC且是酸性的氫氧燃料電池(2)請(qǐng)寫出該電池的正極負(fù)極反響式與總反響式答：電池工作時(shí)的正負(fù)極反響式分別為： 正極：02+4&=202-;負(fù)極：H2-2&2H+,總反響為：2H2+O2=2H2O(3)請(qǐng)問(wèn)該種電解質(zhì)的英文簡(jiǎn)