西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别： 网教 专业： 应用化学 2016 年 12 月课程名称【编号】： 材料化学基础 【0978】 A 卷大作业 满分：100 分答题说明：以下有 8 道不同分值的考题，答题学生只需要完成合计总分满 100 分的几道考题。1、 自蔓燃高温合成材料有哪些优点？（30 分） ① 由于在极高温度下可挥发性杂质的气化，一般合成的产物的纯度会很高； ②存在于材料中的高密度缺陷和非平衡组织归因于自蔓燃高温合成的高反应速 度及高冷却速度，这导致反应产物更加活泼，并保持亚稳状态等等。2、金属贮氢的原理是？（40 分） 许多金属(或合金)可固溶氢气形成含氢的固溶体(MHx)，固溶体的溶解度[H]M 与其平衡氢压 pH2 的平方根成正比。在一定温度和压力条件下，固溶相(MHx)与氢反应生成金属氢化物，反应式如下式中 MHy 是金属氢化物，H 为生成热。储氢合金正是靠其与氢起化学反应生成金属氢化物来储氢的。 金属与氢的反应，是一个可逆过程。正向反应，吸氢、放热；逆向反应，释氢、吸热；改变温度与压力条件可使反应按正向、逆向反复进行，实现材料的吸释氢功能。换言之，是金属吸氢生成金属氢化物还是金属氢化物分解释放氢，受温度、压力与合金成分的控制。3、燃料电池工作的基本原理是？（30 分） 燃料电池是一种按电化学原理，即原电池的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的能量转换装置。其单体电池是由电池的正极(即氧化剂发生还原反应的阴极)、负极(即还原剂或燃料发生氧化反应的阳极)和电解质构成，燃料电池与常规电池的不同之处在于，它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐内，不受电池容量的限制，工作时燃料和氧化剂连续不断地输入电池内部，并同时排放出反应产物。 以磷酸型燃料电池为例，其反应式为： 燃料极(阳极)H2→2H++2e-空气极(阴极)1／2O2+2H++2e-→H2O综合反应式 H2+1／2O2→H2O以上反应式表示：燃料电池工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气)，燃料(氢)在阳极被分解成带正电的氢离子(H+)和带负电的电子(e-)，氢离子(H+)在电解质中移动与空气极侧提供的O2 发生反应，而电子(e-)通过外部的负荷电路返回到空气极侧参与反应，连续的反应促成了电子(e-)连续地流动，形成直流电，这就是燃料电池的发电过程，也是电解反应的逆过程。- 1 -