821 材料综合-2019-A

2019

年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题

******************************************************************************************** 招生专业及代码： 080501 材料物理与化学、 080502 材料学、 080503 材料加工工程 、 0805Z1 生物材料、085204 材料工程（专业学位） 考试科目级代码：821 材料综合

考生请注意： 《材料综合》满分 150 分，考卷包括 A《基础化学》、B《材料

科学基础》两项内容。请根据自己的专业背景和未来拟从事的专业研究方向，

只能从

A

、

B

两项中任选其中一项作答，如果两项都做，仅记

A

项的成绩

。

A、基础化学 考生注意：所有答案必须写在答题纸（卷）上，写在本试题上一律不给分。 一、选择题 (选择一个正确答案，共 20 题，每小题 2 分，共 40 分) 1. 以下哪一个离子半径最小？ (A) Li+ _{(B) Na}+ _{(C) Be}2+ _{(D) Mg}2+ 2．以下哪一个元素的第一电离能最低： (A) Sr (B) As (C) Xe (D) F 3．下列分子中，具有偶极矩的是： (A) PCl5 (B) H2Se (C) CO2 (D) BCl3 4. 下列分子中，哪一个分子的键级最大： (A) BN (B) Ne2 (C) F2 (D) N2 5. 下列哪一种物质的酸性最强： (A) HBr (B) H2Te (C) H2Se (D) PH3 6. 在酸性溶液中，下列各对离子能共存的是： (A) Fe2+_{和 Ag}+ _{(B) SO} 32-和 MnO4 -(C) Hg2+_{和 Sn}2+ _{(D) Fe}2+_{和 Sn}2+ 7. 下列哪一种弱酸的盐最易水解？ (A) HA：Ka = 1×10-8 (B) HB：Ka = 2×10-6 (C) HC：Ka = 3×10-8 (D) HD：Ka = 4×10-10 8. 浓度为 1.0×10-4 _mol/L，K a = 1.0×10-5的某酸性指示剂在变色点时的 pH 值为： (A) 3.00 (B) 5.00 (C) 7.00 (D) 9.00 9. 下列说法中，哪个是不正确的：

(C) 氢键属于共价键 (D) 分子间氢键使化合物的熔点、沸点显著升高 10. 反应 CO(g) + 2H2(g)→ CH3OH(g)不存在催化剂时，正反应的活化能为 E1，平衡常数为 K1。 加入催化剂后，反应速率明显增大，此时的正反应的活化能为 E2，平衡常数为 K2，则： (A) E1 = E2，K1 = K2 (B) E1 > E2，K1 < K2 (C) E1 < E2，K1 = K2 (D) E1 > E2，K1 = K2

11. 已知 EӨ_(Cu2+_{/Cu) = 0.340 V，E}Ө_(Cu+_{/Cu) = 0.521 V，则 E}Ө_(Cu2+_/Cu+_)为： (A) -0.181 V (B) -0.159 V (C) 0.181 V (D) 0.159 V

12. 根据价层电子对互斥理论，RnF4的空间构型为：

(A) 正八面体 (B) 正四面体 (C) 平面正方形 (D) 变形四面体 13. 下列有关热稳定性的叙述正确的是：

(A) H2CO3 > CaCO3 > Ca(HCO3)2 > CaSiO3 (B) Ca(HCO3)2 > CaCO3 > CaSiO3 >H2CO3 (C) CaSiO3 >CaCO3 > Ca(HCO3)2 > H2CO3 (D) CaCO3 > CaSiO3 >Ca(HCO3)2 > H2CO3 14. HAc在下列溶剂中解离常数最大的是：

(A) H2O (B) CHCl3 (C) 液氨 (D) 液态 HF 15. 在酸性介质中，若使 Mn2+_{氧化成 MnO}

4-，采用的氧化剂应为： (A) 王水 (B) H2O2 (C) NaBH4 (D) NaBiO3

16. 除去 ZnSO4水溶液中的杂质 Fe3+离子，需加入的最佳物质是： (A) K4[Fe(CN)6] (B) ZnCO3

(C) NH4F (D) NaOH 17. 下列量子数的组合中，不合理的是： (A) 1，0，0， 2 1  (B) 2，1，1， 2 1  (C) 3，1，-1， 2 1  (D) 4，-1，0， 2 1  18. 根据酸碱质子理论，下列物质中属于共轭酸碱对的是： (A) HCN和 HOCN (B) H2SO4和 HSO3

-(C) NH3和 NH2- (D) +NH3CH2COOH和 NH2CH2COO

-19. 已知某温度下的反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) _rH_m= -41.2 kJ/mol，且该反应 已达到平衡，为提高 CO 转化率可采用： (A) 压缩容器体积，增加总压力 (B) 扩大容器体积，减少总压力 (C) 升高温度 (D) 降低温度 20. 电对 Fe3+ _{+ e}- _Fe2+_{的 φ}Ө _{=0.771 V，据此可反映：} (A) Fe2+_{较 Fe}3+_{容易还原 (B) Fe}2+_{较 H}+_容易还原 (C) Fe3+_{较 H}+_{容易还原 (D) Fe 较 H}+_容易还原

二、填空题 (共 11 题，每空 1 分，共 25 分) 1. 一原子的净电荷为-1，它有 18 个电子和 20 个中子，它的同位素符号是 (1) ，原子序数是 (2) ，质量数是 (3) 。 2. H3BO3水溶液显酸性的反应式是 (4) ，所以 H3BO3为 (5) 元酸。 3. 写出下列化合物下划线原子的杂化轨道类型及其分子构型： BCl3 (6) ， (7) ； HCN (8) ， (9) ； 4. 0.025 mol/L某一元弱酸水溶液的凝固点为-0.060℃，此酸的解离常数 Ka = (10) 。 5. 某一个化学反应在 400 K 时  m H r  = -167.5 kJ/mol，在 400 K 以上该反应是自发的，400 K 以下不是自发的，则在 400 K 时该反应的  m G r  = (11) ，  m S r  = (12) 。 6. 某反应 A + B → C 中，各反应物的反应级数均为 1，速率常数 k = 1.0×10-2 _Lּmol-1_s-1_。若反应 物的初始浓度均为 0.100 mol/L，则 100 s 后 A 的浓度为 (13) 。 7. 把 0.100 mol 的氨溶于水中形成 1.00 L 的溶液，其中氢氧根离子的浓度为 1.34×10-3 _mol/L， 则氨的 Kb值为 (14) 。 8. 化合物[FeCl2(H2O)4]+命名为 (15) ，其中心原子为 (16) ，配位数为 (17) 。 9. 原子序数为 47 的元素处在周期表中第 (18) 周期，第 (19) 族，其价层电子排布为 (20) 。 10. 偶然误差服从 (21) 规律，因此可以采取 (22) 的措施减免偶然误差。 11. 胶体的特性是 (23) ， (24) ， (25) 。 三、是非题 (正确的打√，错误的打×，共 10 小题，每题 1 分，共 10 分) 1. ( ) 玻尔原子轨道可以用 Ψ (n, l, m)来表示。 2. ( ) 1个 C=C 双键的键能等于 2 个 C-C 单键键能之和 3. ( ) 主族金属离子不能作为配合物的中心离子 4. ( ) 某化学反应的rGm大于零，则 KӨ一定小于 1 5. ( ) 用水稀释 AgCl 的饱和溶液后，AgCl 的溶度积和溶解度都不变 6. ( ) 若电池的标准电动势大于零，则电池反应一定正向进行

7. ( ) 用 0.20 mol/L NaOH 溶液滴定 0.10 mol/L H3PO4溶液时，在滴定曲线上出现 3 个突跃范 围

8. ( ) 锌盐、镉盐、汞盐在过量氨水中反应均生成配位氨合物 9. ( ) 在同一温度、压力下，同一物质的熵值一定

1. (10分) 已知  m fH

 (NO2,g) = 33.84 kJ/mol，fHm (N2O4,g) = 9.66 kJ/mol。计算以下反

应：2NO2 (g) N2O4 (g) 的_rH_m，并判断此反应是放热还是吸热的。

2.(15分) 50℃时纯 CS2的蒸气压为 113.86 kPa。将一定量的硫溶于 100 g CS2中，所形成的溶液 的蒸气压为 113.18 kPa。计算出该溶液的渗透压。(已知蒸气压下降常数 K= 29.15 kPaּkg/mol)

3. (15分) 已知下列原电池：(-) Zn│Zn2+ _{(1.00 mol/L) ║Cu}2+ _{(1.00 mol/L)│Cu (+)。}

在 Cu 电极中通入氨气至 c(NH3ּH2O) = c([Cu(NH3)4]2+) =1.00 mol/L，在 Zn 电极中加入 Na2S，使 c(S2-_{) = 1.00 mol/L。此时测得原电池的电动势为 1.4127 V，计算[Cu(NH} 3)4]2+的标准稳定常数  f

K

([Cu(NH3)4]2+)。 (已知 φӨ_(Cu2+_{/Cu) = 0.340 V，φ}Ө_(Zn2+_{/Zn) = -0.7627 V，}  sp K (ZnS) = 1.60×10-24₎ 4. (15分) 某废液中含有 Pb2+_{和 Cr}3+_{，经测定 c(Pb}2+_)=3.0×10-2 _mol/L，c(Cr3+_{) = 2.0×10}-2 _mol/L， 若向其中逐滴加入 NaOH 将其分离(忽略体积变化)，计算：(1) 哪种离子先被沉淀？(2) 若要分 离这两种离子，溶液的 pH 值应控制在什么范围？ (  sp K (Pb(OH)2) = 1.4×10-15，Ksp(Cr(OH)3) = 6.3×10-31) 五、问答题 (共 2 题，每题 10 分，共 20 分 ) 1. F2分子和 OF 分子，哪个分子是顺磁性的？哪个分子更稳定而不离解成原子？并解释原因。 2. 什么是重结晶？KCl 和 KNO3哪种化合物更适合于用重结晶进行提纯？

B、材料科学基础 考生注意：所有答案必须写在答题纸（卷）上，写在本试题上一律不给分。 壱. 名词解释（共 10 小题，每题 3 分，共 30 分） 1，配位数 2，置换固溶体 3，稳态扩散 4，弗伦克尔空位 5，惯习面 6，小角度晶界 7，包晶转变 8，淬透性 9，电子化合物 10，布拉菲点阵 弐. 选择题（可多选，共 15 题，每题 3 分，共 45 分） 1，晶体的对称轴中不存在 。 （A）3 次对称轴 （B）4 次对称轴 （C）5 次对称轴 2，塑性变形发生的滑移面和滑移方向是 。 （A）晶体中原子密度最大的面和原子间距最短的方向 （B）晶体中原子密度最大的面和原子间距最长的方向 （C）晶体中原子密度最小的面和原子间距最短的方向 3，共晶层片（α+β）共在特定过冷度下生长时，扩散所消耗的驱动力约为 。 （A）固相与液相自由能差的全部 （B）固相与液相自由能差的 1/2 （C）固相与液相自由能差的 1/4 4，在面心立方晶体中，原子层沿[111]堆垛时， 的堆垛成为孪晶。 （A）ABCACBA （B）ABCBCAB （C）ABABCAB

5，高分子的主链结构对单键内旋转有重要影响，下列最易单键内旋转的主链结构是 。 （A）Si-O 键 （B）C-C 键 （C）C-O 键 6，在 TiO2中，当一部分 Ti4+被还原为 Ti3+，为了平衡电荷不可能出现 。 （A）阳离子空位 （B）钛离子空位 （C）氧离子空位 7，面心立方晶体的孪晶面是 。 （A）{112} （B）{110} （C）{111} 8，不易发生交滑移的晶体结构是 。 （A）密排六方 （B）体心立方 （C）面心立方 9，纯 Fe 的温度-压力相图中，斜率为负的相界线是 的相界线。 （A）α-Fe 和 γ-Fe （B）γ-Fe 和 δ-Fe （C）δ-Fe 和液相

11，已知 Cu 的熔点为 1083o_{C，则 Cu 的最低再结晶温度约为 。} （A）270o_{C （B）370}o_{C （C）430}o_C 12，在一定温度下具有一定平衡浓度的缺陷是 。 （A）位错 （B）空位 （C）界面 13，以下哪种强化机制既能提高材料的强度，又能提高材料的塑形 。 （A）固溶强化 （B）细晶强化 （C）位错强化 14，液态金属形成临界晶核时体积自由能的减少，只能补偿其表面能的 。 （A）1/3 （B）2/3 （C）1/4 15，当 A 和 A-B 合金焊合后发生柯肯达尔效应，观察到界面向 A 试样靠近，则 。 （A）A 组元的扩散速率大于 B 组元 （B）A 组元的扩散速率小于 B 组元 （C）A 组元的扩散速率等于 B 组元 参. 画图、问答与计算题（共 4 小题，共 50 分） 1，在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向：（

1 10

）与[111]，（

132

）与 [123]。（8 分） 2，简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并如何区分冷、热加工？动态再结晶与静态再结 晶后的组织结构的主要区别是什么？（10 分） 3，分析和讨论影响金属或者合金中原子扩散的主要因素。（10 分） 4，请在答题纸上按下图绘制铁碳相图，并完成以下问题。（22 分） （A）分别求 ω(C)=2.11%，ω(C)=4.3%的二次渗碳体的析出量。 （B）画出 ω(C)=4.3%的冷却曲线。 （C）完成以下信息的标注： （1）液相线和固相线； （2）共晶、共析、包晶反应及其温度； （3）两条分别表示 C 在奥氏体和铁素体中溶解度的固溶线； （4）所有单相和两相区；

四. 综合题（共 1 小题，共 25 分） 请根据下图所示的二元共晶相图分析和解答以下问题 （1）分析合金Ⅰ、Ⅱ的平衡结晶过程，并绘制冷却曲线。 （2）说明室温下Ⅰ、Ⅱ的相和组织是什么，并计算相和组织的相对含量。 （3）如果希望得到共晶组织和 5%的 β初的合金，求该合金的成分。 （4）分析在快速冷却条件下，Ⅰ、Ⅱ合金获得的组织有何不同。