搜狗做题网【求教】有关比表面积的一道竞赛题
来源：学生作业帮 编辑：搜狗做题网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/07/13 07:51:11
【求教】有关比表面积的一道竞赛题
【只需解答最后一问!】
我的疑问在于：BET=S/密度×体积
密度算的是晶胞的密度,而体积是平均粒径的体积,怎么能相乘呢?
TiO2导电粉无毒,具有良好的导电性和稳定性,是良好的抗静电剂和电磁屏蔽剂.高温下TiO2将部分失去氧,形成缺陷中心,匀速通入氨气进行高浓度N掺杂,N进入TiO2晶格取代O原子而释放出空穴,从而使导电性能显著提高.实验测得,在950℃焙烧3h后,形成的TiNxOy晶体（以A表示）中,N质量分数为7.90%,平均粒径约为240nm,电阻率低达6.5×10－3Ω·cm.
1．通过计算,确定A的化学式.
2．写出制备A的化学方程式.
3．计算A中空穴占金红石晶格的原子分数.
4．已知金红石属于四方晶系,晶胞参数：a＝459pm,c＝296pm,Z＝2.假设在掺杂过程中晶胞参数没有明显变化,计算A的比表面积（BET,单位：m2/g）
根据氧化数之和为零,列出方程：3x＋2y＝4
根据N质量分数为7.9%,列出方程：14.01x/(47.87＋14.01x＋16.00y)＝7.9%
联立方程组,解之得：x＝0.426,y＝1.36
故A的化学式为TiN0.426O1.36（4分）
2．TiO2＋0.426NH3＝TiN0.426O1.36＋0.64H2O（2分）
3．(2－0.426－1.36)/2×100%＝10.7%（1分）
4．ρ＝2×(47.87＋0.426×14.01＋1.36×16.00)/[6.022×1023×(4.59×10－8)2×2.96×10－8]
＝4.03 g/cm3（1分）
粒径为240nm,则半径为120nm＝1.20×10－7m＝1.20×10－5cm
V＝4/3×π×(1.20×10－5cm)3＝7.238×10－15cm3（1分）
S＝4×π×(1.20×10－7m)2＝1.810×10－13m2（1分）
BET＝1.810×10－13m2/(4.03g/cm3×7.238×10－15cm3)＝6.21m2/g（1分）
【只需解答最后一问!】
我的疑问在于：BET=S/密度×体积
密度算的是晶胞的密度,而体积是平均粒径的体积,怎么能相乘呢?
TiO2导电粉无毒,具有良好的导电性和稳定性,是良好的抗静电剂和电磁屏蔽剂.高温下TiO2将部分失去氧,形成缺陷中心,匀速通入氨气进行高浓度N掺杂,N进入TiO2晶格取代O原子而释放出空穴,从而使导电性能显著提高.实验测得,在950℃焙烧3h后,形成的TiNxOy晶体（以A表示）中,N质量分数为7.90%,平均粒径约为240nm,电阻率低达6.5×10－3Ω·cm.
1．通过计算,确定A的化学式.
2．写出制备A的化学方程式.
3．计算A中空穴占金红石晶格的原子分数.
4．已知金红石属于四方晶系,晶胞参数：a＝459pm,c＝296pm,Z＝2.假设在掺杂过程中晶胞参数没有明显变化,计算A的比表面积（BET,单位：m2/g）
根据氧化数之和为零,列出方程：3x＋2y＝4
根据N质量分数为7.9%,列出方程：14.01x/(47.87＋14.01x＋16.00y)＝7.9%
联立方程组,解之得：x＝0.426,y＝1.36
故A的化学式为TiN0.426O1.36（4分）
2．TiO2＋0.426NH3＝TiN0.426O1.36＋0.64H2O（2分）
3．(2－0.426－1.36)/2×100%＝10.7%（1分）
4．ρ＝2×(47.87＋0.426×14.01＋1.36×16.00)/[6.022×1023×(4.59×10－8)2×2.96×10－8]
＝4.03 g/cm3（1分）
粒径为240nm,则半径为120nm＝1.20×10－7m＝1.20×10－5cm
V＝4/3×π×(1.20×10－5cm)3＝7.238×10－15cm3（1分）
S＝4×π×(1.20×10－7m)2＝1.810×10－13m2（1分）
BET＝1.810×10－13m2/(4.03g/cm3×7.238×10－15cm3)＝6.21m2/g（1分）
当然是这两个相乘了
晶胞是晶体的一种单位表述方式,整个晶体就是由晶胞构成的,不是由晶胞和空气或者其他的东西（注意这里）,晶胞*N就是一块晶体,不要考虑里面其他的东西,晶胞已经代表了；
平均粒径就不用说了吧,就是平均得出的
再问： 您的回答基本已经解决我的问题了，但还有一个小问题
为什呢用V＝4/3×π×R3算出来的体积与晶胞体积不相同呢？这中间差在哪里呢
再答： 晶胞是球体吗？
一堆球体能无缝结合吗？
晶胞是晶体的一种单位表述方式,整个晶体就是由晶胞构成的,不是由晶胞和空气或者其他的东西（注意这里）,晶胞*N就是一块晶体,不要考虑里面其他的东西,晶胞已经代表了；
平均粒径就不用说了吧,就是平均得出的
再问： 您的回答基本已经解决我的问题了，但还有一个小问题
为什呢用V＝4/3×π×R3算出来的体积与晶胞体积不相同呢？这中间差在哪里呢
再答： 晶胞是球体吗？
一堆球体能无缝结合吗？