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而組 成的。4. 在氟化鈣結(jié)構(gòu)中，如果陽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Na,晶格中多了一個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)生和耗散過程。8. 沉淀法中沉淀的生成要經(jīng)歷 成核、生長兩個階段。9. 固體酸型質(zhì)子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中 有序-無序性是決定其性質(zhì)的一個主要特征。10. LSGM電解質(zhì)最突出的優(yōu)點是 無電子電導(dǎo)。11. 許多層狀無機(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. 放電平臺時間是指在電池滿電情況下放電至某電壓的放電時間。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. 共價鍵的特點為具有 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的位置，格子中有8個氟離子，每個氟離子被最鄰近的

3、4個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. 晶體中同時產(chǎn)生一對 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，一些自由電子被激發(fā)到導(dǎo)帶的能級中，表現(xiàn)出價帶產(chǎn) 生空穴，導(dǎo)帶存在電沒你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程中，鋰離子處于從正極-負(fù)極-正極的運動狀態(tài)。人們把這種電化學(xué)儲能體系形象地稱為“搖椅式電池。24. 離子鍵的特點是無飽和性、無定向性，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、原子錯位。26. 溶膠-凝膠法的根本原理是將無機(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)合起來的，離子鍵的特點是無飽和性、無定向性。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、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，電池所儲存 的電量在一定條件下的保持能力。38. 針對鋰離子電池負(fù)極材料 LiFeP04導(dǎo)電性差這個問題，可以采用包 覆導(dǎo)電層、離子摻雜、提高比外表積 等方法來改善。39. 無機(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 兩個階段。這兩個階段的相對

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 些二價或三價金屬氧化物，目前常用YSZ是 Y2O3穩(wěn)定ZrO2二、選擇1. 以下說法錯誤的選項是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b單相共沉淀法的缺點是適用范圍很窄，僅對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在檢驗乳液

8、時，假設(shè)想說明水是連續(xù)相，可以參加亞甲基藍(lán)2. 關(guān)于固溶體的根本特征，以下選項錯誤的選項是Da溶質(zhì)和溶劑原子占據(jù)一個共同的晶體點陣，點陣的類型和溶劑的點陣類 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. 外來原子B.應(yīng)變C.位錯D.空位4. Frankel缺陷特點有ADA. 空位和間隙成對產(chǎn)生 B.正離子空位和負(fù)離子空位成對出現(xiàn)C.晶體體積增大 D.晶體密度不變5. 以下說法正確的選項是ACA. Cu基金屬陶瓷陽極具有催化活性低、Cu只提供電子電導(dǎo)的缺點B. A2BO4陰層狀類鈣鈦礦陰極材料具有較差的熱穩(wěn)定性C. 實驗中隨著Sr

9、摻雜量的增加，LSM的熱膨脹系數(shù)會增大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導(dǎo)致產(chǎn)物中各元素的非化學(xué)計量性。 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)點的是A。A. 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 B. 耐過充 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B.低硬度C低導(dǎo)電率D小的壓縮率11. 以下無機(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說法不正確的選項是DA. 氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFC水在陽極側(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)反響的場所C. 傳遞電子D. 提供氫氣等燃料通道17. 目前針對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. 離子鍵的特點是 AB. 無飽和性，無定向性C. 飽和性，定向性D. 無飽和性，定向性E. 飽和性，無定向性2. 以下屬于Frankel弗倫克爾缺陷的特點的是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). 電流通過電池的路徑較長C. 電池組裝相對簡單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. 點缺陷D.

13、 電荷缺陷8. 以下說法不正確的選項是 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. 離子化合物的特點是配位數(shù)高，堆積致密D. 金屬鍵的特點是飽和性和方向性9. 以下關(guān)于符號 Azb 表述不正確的選項是 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 A 說明缺陷種類19. 石墨晶體內(nèi)部存在的化學(xué)鍵有 BC A. 離子鍵 B. 共價鍵 C. 范德華鍵 D. 氫鍵21. 金屬的密度一般較大是因為在金屬中 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)說法正確的選項是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?！?. 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心顏色可能會不同。X4. 形成連續(xù)固溶體，兩個組分應(yīng)具有相同的晶體結(jié)構(gòu)或化學(xué)式類似?！?. 濃度越大、溫度越高、放置時間越長都能促進(jìn)凝膠的形成。X，溫度越低才對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。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。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程中才會發(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)計量比 , 可分為整比缺陷和非整比缺陷 , 但無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,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程中所消耗的電能與轉(zhuǎn)化成電池儲存的化 學(xué)能的量度 , 與時間無關(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價鍵理論中，假設(shè)原子A和原子B各有一個未成對的電子， 那么可相互配對構(gòu)成共價鍵NO3. 對于實際晶體，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)點之一是低的電子電導(dǎo)率錯，無電子電導(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 極側(cè)生成。錯，反過來10. 固體氧化物燃料電池SOFC是一種在高溫下直接將儲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，中高溫1. 分子間氫鍵的形成會使物質(zhì)的熔點和沸點降低，而分子內(nèi)氫鍵的形成

20、 那么使物質(zhì)的熔點和沸點升高。 X解：分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高，分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點降低。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而形成的， 每個離子周圍均有八個最鄰近的異性離子。 X解：NaCI是面心立方格子，每個離子周圍有六個最近鄰異性離子。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：與溫度無關(guān)4. 固溶體按照各組元原子分布的規(guī)律性分無序固溶體和有序固溶體?！?. 鋰離子電池的過充承受能力很強(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，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?！?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. 熱處理過程是溶膠凝膠中最耗時的工序。 X 解：枯燥過程是溶膠凝膠中最耗時的工序！電極材料本身首先是一種催化劑。對 SOFC陽日極材料，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?、簡答1. 簡述原子堆積系數(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. 簡述分子軌道理論的要點。至少四條 .原子形成分子后，電子屬于整個分子，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 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，流動性好； 易于連續(xù)運轉(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，而是由于在對母體進(jìn)行摻 雜時會產(chǎn)生氧空位，這時氧化物周圍的水蒸汽或氫氣會和氧空位及電子空穴發(fā)生缺陷反響，從而產(chǎn)生質(zhì)子，并帶動質(zhì)子

24、的傳遞。6. 簡述理想的鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)滿足的特點 。 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)沒有或者變化很小。 Li*嵌入、脫出過程中，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請寫出原子堆積系數(shù)的定義公式并將下表補充完整。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請分別簡述Frankel缺陷和Schttky缺陷的特點。F

25、ran kel:(l)空位和間隙成對產(chǎn)生；晶體密度不變。Schttky:對于離子晶體，為保持電中性，正離子空位和負(fù)離子空位成對產(chǎn)生，晶體體積增大3. 請簡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請簡述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)過程中與電解質(zhì)材料無化學(xué)反響熱匹配性好，具有適宜的熱膨脹系數(shù)5請簡述SOFC的

26、開展方向。工作溫度低溫化燃料氣實現(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. 請簡述鋰離子電池過度充放電的后果。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷， 而塌陷會造成充電過程中鋰 離子無法插入過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)， 而造成其中局部鋰離子再 也無法釋放出來。1. 關(guān)于鋰離子電池 5 分。1請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請問過度充放電對鋰電池性能的影響 2 分 鋰離子電池過度充放電會對正負(fù)極造成永久性損壞。過

27、度放電導(dǎo)致負(fù)極碳 片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入；過度充電 使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中局部鋰離子再也無法釋放出 來。2. 液相法制備納米微粒都有哪些優(yōu)點，請寫出五點 5 分。 設(shè)備簡單 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請寫出其英文簡稱及其概念 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說明半導(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。光照或在外電場的作用下，價帶 上的電子很容易躍遷至導(dǎo)帶使價帶產(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。 請表達(dá)熱缺陷的分類， 并簡述各個缺陷的 特點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： 空位和間隙成對產(chǎn)生； 晶體密度不變。Schttky缺陷特點： 正離子空位和負(fù)離子空位成對產(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。請列舉出SOFC勺開展方向5分。 工作溫度低溫化 燃料氣實現(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，第四個沒有雜化的pz軌道垂直于3個 sp2雜化軌道。相互靠近的碳原子中沒有雜化的 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請簡述什么是 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 0K時，由于晶格內(nèi)原子熱 運動，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. 簡述鋰離子電池的優(yōu)點。

30、列舉最少五條答：輸出電壓高；能量密度高；自放電率??；快速充放電；充電效率高；平安，循環(huán)性好。4. 簡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、時間等有關(guān)。濃度越大，溫度越低，放置時間的延長等都能促進(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)，說明水是連續(xù)相。參加油溶性的染料 紅色蘇丹皿，說明油是不連續(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， 試說明它們的差異并加以論述。 答：金剛石是無色、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個價電子均被雜化。 而石墨中的雜化軌道是sp2雜化軌道，碳原子4個價電子只有3個被雜化， 尚有一個 pz 軌道上的價電子未被雜化。石墨中的碳原子上，第四個沒有雜 化的pz軌道垂直于3個sp2雜化軌道。相互靠近的碳原子中沒有雜化的 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材料的缺點是什么，針對其中一條缺點，目前研究者們主要從 哪幾個方面的措施來改善。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，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LiFePQ材料導(dǎo)電性差的特點，目前研究者們主要從包覆導(dǎo)電層、 離子摻雜、提高比外表積三個方面來改善。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，用高價態(tài)的金屬陽離子如 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的多孔材料來實現(xiàn)。3. 簡述以質(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：先在陽極發(fā)生氧化反響H2 2H+2e-, H+穿過電解質(zhì)向陰極移動, 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-穿過電解質(zhì) 向陽極移動，在陽極參與氧化反響 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 分請簡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分簡述各種化學(xué)鍵的特點。 8分1離子鍵，共價鍵，范德華力和氫鍵 ，金屬鍵2離子鍵特點：無飽和性，無定向性共價鍵：方向性和飽和性 范德華力沒有方向性和飽和性，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：沒有飽和性和方向性，有電子的離域，有鍵的球?qū)ΨQ性。3. 請用簡要概述鋰

36、離子電池的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點和典型的材料正，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：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，相對鈷酸鋰具有更強(qiáng)的價格優(yōu)勢，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，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.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.請問：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)請問該種電解質(zhì)的英文簡