无机合成化学复习资料
无机合成化学期末复习资料(武汉大学)

化学的核心任务是研究化学反应与创造新物质。
无机合成化学研究的目标是为创造新物质和新材料提供高效、对环境友好的定向合成与制备手段,并在此基础上逐步发展无机材料的分子工程学;无机合成化学与国民经济的发展息息相关,并且在国民经济中占有重要的地位。
工业中广泛使用的“三酸两碱”,农业生产中必不可少的化肥、农药,基础建设中使用的水泥、玻璃、陶瓷,涂料工业中使用的大量无机颜料等无一不与无机合成有关。
这些产品的产量和质量几乎代表着一个国家的工业水平。
热点领域:特种结构无机材料的制备;软化学和绿色合成方法;极端条件下的合成;无机功能材料的制备;特殊聚集态材料的制备;特种功能材料的分子设计;仿生合成等。
软化学与绿色合成方法:依赖于硬环境的硬化学方法必须有高精尖的设备和巨大的资金投入而软化学提供的方法依赖的则是人的知识、智慧、技能和创造力。
因而可以说软化学是一个具有智力密集型特点的研究领域。
绿色化学的核心是:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
按照绿色化学的原则、在理想的化工生产方式是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
绿色化学的主要特点是:◇充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;◇在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;◇提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;◇生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
所谓极端条件是指极限情况即超高压、超高温、超真空及接近绝对零度、强磁场与电场、激光、等离子体等。
如在模拟宇宙空间的情况下,可能合成没有位错的高纯度晶体。
◇★◇第二章气体和溶剂气体除杂净化方法:a.化学除杂(设计原则:特效性,灵敏性,高的选择性)b.气体的分级分离净化(包括:低温下的分级冷凝、低温下的分级蒸发、应用分馏柱进行分级蒸发、气体色谱法)c.吸附分离和净化(根据吸附剂对气体混合物中各组分的吸附能力差异)除杂净化的对象:液雾,固体微粒,水和杂质。
无机合成考试资料

无极合成化学复习资料1.无机合成基本问题2.什么是化学转移反应:所谓化学转移反应是一种固体或液体物质A在一定的温度下与一种气体B反应,形成气相产物,这个气相反应产物在体系的不同温度部分又发生逆反应,结果重新得到 A 。
这个过程似乎像一个升华或者蒸馏过程。
但是在这样一个温度下,物质A并没有经过一个它应该有的蒸气相,所以称化学转移。
化学转移反应的应用:a.用来合成新化合物b.分离提纯物质c.生长大而完美的单品以及测定一些热力学数据等等。
化学转移反应的装置示意图:用于化学转移反应的装置样式很多,它们将根据具体的反应条件设计。
对于固体物在一个温度梯度下的转移反应,可用图2—8所示的装置来表示。
这是一种理想化的流动装置。
A是固态物质,气体B通过与A进行反应,生成气态物质C,C 和B扩散到管子的另一个温度(T2)区经分解后,固体物质A又沉积下来。
图2—8 在温度梯度下,固体物质转移的理想化流动装置3.什么是金属还原法:金属还原法也叫金属热还原法。
就是用一种金属还原金属合化物(氧化物、卤化物)的方法还原条件:这种金属对非金属的亲和力要比被还原的金属大。
还原剂的选择原那么:①比较生成自由能的大小可以作为选择还原用金属的依据②可以用两种上的金属作为还原剂时,主要考虑(1)还原力强(2)容易处理(3)不能和生成的金属生成合金(4)可以制得高纯度的金属(5)副产物容易和生成金属分离(6)成本尽可能低加入溶剂的目的:a.改变反应热b.使熔渣易于分离。
4.热电偶使用时的注意事项:避免受到侵蚀、污染和电磁的干扰,同时要求有一个不影响其热稳定性的环境。
例如有些热电偶不宜于氧化气氛,但有些又应避免还原气氛。
在不合适的气氛环境中,应以耐热材料套管将其密封,并用惰性气体加以保护,但这样就会多少影响它的灵敏度。
当温度变动较快时,隔着套管的热电偶就显得有些热感滞后热电偶的优点:①体积小,重量轻,结构简单,易于装配维护,使用方便。
②主要作用点是出两根线连成的很小的热接点,两根线较细,所以热惰性很小,有良好的热感度。
无机合成化学复习资料

无机合成化学复习资料一.填空题1.实用性储氢合金要满足的要求?①价格或制造成本低廉②原料易得③高的储氢容量④容易活化⑤充放氢动力学性质优越⑥使用安全⑦对杂质的敏感性不高⑧具有确定化学稳定性2.合成纳米晶的方法有哪些?①化学沉淀法②化学还原法③溶胶-凝胶法④水热-溶剂热法⑤热分解法⑥微乳液法⑦高温燃烧合成法⑧模板合成法⑨电解法3.组合化学的过程①设想和定义:确定出具有所需性质的新材料②选择相关元素:从周期表中选择可能构成新材料的所有元素③构建材料库:利用自动合成仪构建多个化学组成不同的材料库④并行处理技术:可以同时测试25000个不同的材料小型化,通过减小样的尺寸,使加工过程小型化,节省时间和经费。
⑤加工过程:可以应用不同的合成变量,如压力,温度,时间。
⑥高通量分析:合成的材料库通过探测器进行快速分析,如光,电,磁和其他的物化性质。
得到的数据送入数据库中进行处理,从而缩小筛选范围,得到所需要的材料。
⑦将新材料及合成与分析数据送交用户。
4.物质的状态①固,液,气三种基态。
②等离子态和超气态③超导态和超流态5.低温与普冷的分界点:123K6.储存气体钢瓶的颜色与对应的气体?7.测量低温的元器件有哪些?①蒸气压温度计②低温热电偶③低温电阻温度计8.温度测量的方法有哪两种,其中接触式测温仪表有那几个?①通常分为接触式和非接触式两种②膨胀式温度计,压力表式温度计,热电偶温度计,热电偶。
9.粉末高温合金的制备工艺流程。
①预合金粉末的制造②压实③热加工变形(模锻、轧制、挤压、等温锻)④机加工⑤无损处理⑥热处理10.等离子态常用于哪些方面?①等离子体冶炼②等离子体喷涂③等离子体焊接11.超导体两个突出的性质?①在临界温度下有超导性②完全抗磁性12.水热-溶剂热法合成反应的基本反应类型有哪些?影响水热-溶剂热反应的因素有哪些?反应:①合成反应②热处理反应③转晶反应④离子交换反应⑤单晶培育⑥脱水反应⑦分解反应⑧提取反应⑨沉淀反应10氧化反应11晶化反应12烧结反应13.反应烧结14水热热压反应影响因素:1.温度与压强2.溶剂的填充度3.合成溶剂性质的改变4.PH的改变13.获得无水无氧环境的操作技术有哪些?①chlenk和注射技术②手套箱技术③真空线技术14.电解合成的装置包括哪几个部分?①阳极②阴极③隔膜④电解液15.等离子体有哪两种?获得等离子体的方法有哪些?1.①高温平衡等离子体②低温非平衡等离子体2.五种,气体放电法,光电离法和激光辐射典例,射线辐照法,燃烧法,冲击波法,微博诱导法二.名词解释1.化学转移反应:化学转移反应(chemical transport reaction)是一种固体或液体物质A在一定的温度下与一种气体B反应,形成气相产物,这个气相反应产物在体系的不同温度部分又发生逆反应,结果重新得到A。
无机合成简明教程复习笔记(考研+期末)

无机合成简明教程复习笔记一、第一章●无机合成十大热点/前沿领域1.特种结构无机材料的制备2.软化学合成●硬化学:在超高温、超高压、强辐射、无重力、仿地心、仿宇宙等条件下探索新物质合成●软化学:采取迂回步骤,在较温和条件下实现化学反应过程,以制备相关材料的化学领域●方法:前驱体法、溶胶-凝胶法、溶剂热合成法、插入反应、离子交换过程、熔体(助溶剂)法、酶促合成骨骼和人齿反应、拓扑化学过程及一些电化学过程●特点●不需用高纯金属作原料●制成的合金是具有一定颗粒度的粉末,在使用时无需碾碎●产品本身具有高活性●产品具有良好的表面性质和优良的吸放氢性能●合成方法简单●有可能降低成本●为废旧储氢合金的回收再生开辟了新途径3.极端条件下合成4.杂化材料的制备5.特殊聚集态材料合成6.特种功能材料的分子设计●概念:其指开展特定结构无机化合物或功能无机材料的分子设计、裁剪与分子工程学的研究●步骤:以特定的功能为导向➡️在分子水平上实现结构设计和构建➡️研究分子构建的形成和组装规律➡️对特定性能的材料进行定向合成7.仿生合成●概念:其指在分子水平上模拟生物的功能,将生物的功能原理用于化学,借以改善现有的和创造崭新的化学原理和工艺科学●仿生膜●选择性通透作用●低能耗、低成本和单极效率高●适合热敏物质分离●应用广泛、装置简单、操作方便、不污染环境8.纳米粉体材料制备●化学制备方法●水热-溶剂热法●热分解法●微乳液法●高温燃烧合成法●模板合成法●电解法●化学沉淀法●化学还原法●溶胶-凝胶法●避免高温引起相分离9.组合化学●其是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机器人结合为一体的技术●基本思想和主要过程●设想和定义●选择相关元素●构建化合物库●并行处理技术●加工过程●高通量分析●将新材料及合成与分析数据送交用户10.绿色合成●方法和实例●热化学循环分解水●水热-溶剂热合成●超临界二氧化碳和成●绿色电解合成●低热固相合成●固相合成四个阶段●扩散●反应●成核●生长●五个特点●具有潜伏期●无化学平衡●拓扑化学控制原理●分步反应●嵌入反应●定义:指在制造和应用化学产品时有效利用原料(最好可再生),消除废物和避免使用有毒的、危险的试剂与溶剂●核心和主要特点(原子经济反应)●无毒无害原料,可再生资源●环境友好产品,回归自然,废物回收利用●无毒无害催化剂●无毒无害溶剂二、第二章●Ellingham 图1.吉布斯-亥姆霍兹方程2.如何理解:设(x,y)( x,y分别为两种物质),位于金属氧化物线段之下的温度区间,x可用于还原金属氧化物,而本身被还原为y3.应用●古代制铜器●金属锌制备●耦合反应1.概念:原来不能单独自发进行的反应A,在反应B的帮助下合并,合并在一起的总反应可以进行,这种情况称之为耦合反应2.应用实例●单质磷的制备●四氯化钛的制备●氧化法制备硫酸铜●泡佩克斯图1.概念:它是相关电对的电极材料-参加反应各物种浓度-温度-溶液酸度图●电极反应类型●既有氢离子或氢氧根离子参加,又有电子参加,这时的泡佩克斯图为一直线,斜率为(-m/n)*0.059,截距为E池●电极反应只有电子得失,没有氢离子或氢氧根离子参加,其图形为平行于横坐标的直线●电极反应有氢离子或氢氧根离子参加,但没有电子得失,其图形为平行于纵坐标的直线2.性质●直线上方为氧化态的稳定区,下方为还原态的稳定区●直线左边是物种离子的稳定区,右边是沉淀的稳定区3.应用●判断氧化还原反应进行的方向和顺序●对角线规律●两条直线间的距离越大,E池越大,➡️G越负,则反应自发进行的趋势越大●对同时存在的几个反应,氧化还原反应进行的顺序可按直线之间距离的大小排序(从大到小)●确定水的稳定区●如图,凡是泡佩克斯图落在j-k之间的氧化剂或还原剂都不会与水反应●可判断物种在水中存在的区域,或者提供制备的条件●湿法冶金中的应用●在电化学中的应用●热力学相图1.一致熔融化合物2.不一致熔融化合物三、第三章●低温合成1.物态●物质的第四态:等离子态,升高温度(数百万度)●物质的第五态:波色-爱因斯坦凝聚(超导态和超流态),温度低至临界温度2.低温温区划分●普冷区:环境温度到120k●深冷区:120k到绝对零度●普冷与低温的分界线:123k3.低温获得●恒温低温浴●制冷产生低温P78●低温恒温器●储存液化气体装置●高压气体钢瓶●气体钢瓶的颜色●气体钢瓶的安全使用●原因:钢瓶内部填充的气体压力很大,并且有的气体具有可燃性和助燃性,故钢瓶具有一定的易燃易爆性●注意点●气瓶必须连接压力调节器,经降压后,再流出使用●安装调节器,配管一定要用合适的,安装后试接口,不漏气方可使用●保持清洁,防污秽侵入,防漏气●小心使用,不可过度用力●易燃气体钢瓶应装单向阀门,防止回火●避免和电器电线接触,以免产生电弧使气体受热发生危险●瓶内气体不可用尽,即压力表指压不可为0,否则可能混入空气,重装气体时会有危险●气体附近必须有灭火器➡️,且工作场所通风良好4.低温的测量●蒸气压温度计●低温热电偶●低温热电阻温度计5.应用●稀有气体合成●KrF2的低温放电合成● XeO4的低温水解合成●在高氙酸盐中缓慢滴入零下五摄氏度的浓硫酸,生成四氧化氙气体●真空升华得纯品,储存于零下78摄氏度的冷凝容器中●XeF2的低温光化学合成P84●RnF2的光化学合成●金属,非金属同液氨的反应●碱金属及其化合物同液氨的反应●U型汞鼓泡管主要作为液氨蒸发的出口,并在所有的液氨蒸发后,阻止气体进入杜瓦瓶●碱土金属同液氨反应●某些化合物在液氨中的反应●非金属同液氨的反应●液氨中配合物的生成●低温下挥发性化合物的合成●二氧化三碳的合成●氯化氰的合成●磷化氢的合成●实验结束时不断的使氢气通过烧瓶,同时使烧瓶中的物质冷却,直至磷完全凝固。
无机合成化学复习第4章

③ 空心纳米笼及纳米管制备研究取得新进展
姚建年院士通过刻蚀 剂的引入,使纳米颗粒的 熟化和刻蚀依次发生,实 现了钴纳米笼的一步水热 合成。而且通过对反应时 间的简单调控,可以对刻 蚀程度进行有效控制,得 到部分中空的立方笼和纯 粹的棱型立方笼结构。
一步水热刻蚀法制备空心纳米笼 的工艺示意图
伊利诺斯州立大学的
⑵ 热处理反应
指利用水热-溶剂热条件处理一般晶体而得到具有 特定性能晶体的反应。例如:
人工氟石棉→人工氟云母
⑶ 转晶反应
指利用水热-溶剂热条件下物质热力学和动力学 稳定性差异进行的反应。例如:
长石→高岭石
橄榄石→蛇纹石
⑷ 离子交换反应
指一些沸石阳离子交换、硬水的软化、长石中的离子 交换反应,如高岭石、白云母、温石棉的OH-交换为F-的反 应。
⑴ 概念
在亚临界和超临界水热-溶剂热条件下,由于反应处 于分子水平,反应性提高,因而水热-溶剂热反应可以说 扩充了高温固相反应。
由于水热-溶剂热反应的均相成核及非均相成核机理 与固相反应的扩散机制不同,因而可以创造出其他方法无 法制备的新化合物和新材料。
⑵ 实例之一
永远的经典
CCl4(l) + Na(s)
第 4 章 水热-溶剂热合成/
无水无氧合成/电解 合成与应用
4.1 水热-溶剂热合成 4.2 无水无氧合成 4.3 电解合成
4.1 水热-溶剂热合成
4.1.1 概念与实例
⑴ 概念
水热-溶剂热合成是指温度为100~1000 ℃、压力为 1MPa~1GPa 条件下利用水溶液中物质化学反应所进行 的合成。
Yury Gogotsi等在
700~800℃,60~100Mpa
下,在聚乙烯和水的混合
无机合成化学复习资料

第二章气体和溶剂P451.使用气体应注意哪些安全问题答:防毒防火防爆2.试述气体的来源和净化步骤,如何除去气体中的水分答:来源1.工业制备2.实验室制备净化步骤:1.除去液雾和固体颗粒2.干燥3.除氧4.除氮去除气体中水分有两条途径:1.让气体通过低温冷降,使气体中的水分冷冻下来2.让气体通过干燥剂,将水分除去3.干燥气体的干燥剂有哪些选择干燥剂应考虑哪些因素答:干燥剂有两类:1.可同气体中的水分发生化学反应的干燥剂2.可吸附气体中水分的干燥剂应从以下方面考虑:干燥剂的吸附容量,干燥剂的吸附容量越大越好吸附速率,吸附速率越快越好残留水的蒸汽压,吸附平衡后蒸汽压越小越好干燥剂的再生4.如何进行无氧实验操作1.无水无氧操作室2保护气体及其净化3 试剂的储存和转移4 反应、过滤和离心分离及升华提纯5 样品的保存和转移5.溶剂有哪些类型质子溶剂有什么特点质子惰性溶剂分为几类举例说明溶剂类型:质子溶剂,质子惰性溶剂,固态高温溶剂质子溶剂的特点:自电离质子惰性溶剂分类:a惰性溶剂四氯化碳,环己烷等b偶极质子惰性溶剂。
乙腈,二甲基亚砜等c两性溶剂三氟化溴d无机分子溶剂二氧化硫,四氧化二氮。
6. 使用溶剂时应考虑哪些因素依据哪些原则答:因素:反应物的性质,生成物的性质,溶剂的性质a反应物充分溶解b反应物不与溶剂作用c使副反应最少d易于使产物分离。
7.规则溶液理论的是用范围是什么答:规则溶液理论只能适用于混合物,在这个混合物中没有化学反应和溶剂化效应。
8.下列反应在水和液氨中进行效果有什么不同答:在水中进行时,反应产物为氯化银有白色沉淀。
在液氨进行时,溶液为无色透明,发生了络合效应。
9.什么叫拉平效应和区分效应答:拉平效应:将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子的水平的效应区分效应:能区分酸(或碱)强弱的作用为区分效应。
10.举例说明非水溶剂在无机合成中的应用。
答:a水溶液中难以生成化合物的制备。
b无水盐的制备c异常氧化态特殊配位化合物的制备d控制制备反应的速度e提高制备反应的产率。
无机合成化学考点总结

1无机合成化学的内容:1)无机合成化学与反应规律问题2)实验技术与方法问题3)分离问题4)机构鉴定与问题2无机材料合成的思想方法:1开拓新的合成方法2元素的掺杂和置换3突破原有体系4体系杂化5学科交叉3无机合成化学的热点领域:1极端条件合成(模拟宇宙空间条件下高纯度晶体的合成);2软化学合成和绿色化学合成(温和条件下的合成);3特种结构无机材料的制备(特殊聚集态,凝聚态,形貌和尺寸控制);4功能材料的制备(材料的多相复合);5特殊材料集态材料的制备(溶胶—凝胶路线)6特种功能材料的分子设计(新化合物的制备和发现);7生物合成(生物体对血红素的合成)8米粉体材料的制备(纳米级半导体材料Cds)4其他的工业制备N2(低温下的分级冷凝)O2(深度冷凝法)Cl20(电解)CO2(热分解)NH3(化学合成)5气体除杂净化的方法:a化学除杂法-最常用的方法,分离提纯反应必须具有特效性,灵敏性,高选择性b气体的分级分离净化(不能用化学除杂的)—该法是基于气体的沸点,蒸汽压等性能不同对气体进行提纯的一种方法:1)低温下的分级冷凝2)低温下的分级蒸发3)应用分馏柱进行分级蒸发4)气体色谱法c吸附分离和净化—性质极其相似而又缺乏特征化学分离方法的混合气体的分离6气体除杂净化的主要对象:a出去液雾和固体颗粒:b干燥1)低温冷阱2)干燥剂c除氧:通常先初除后细除。
初除方法1)让气体通过铜屑,氨水和氨化铵饱和溶液,2)让气体通过灼热的300——400度的铜3)让气体通过焦性没食子酸溶液4)让气体通过蒽醒- -磺酸钠溶液。
细除方法—最好让气体通过活性铜。
d:除氨:各种碱金属,碱土金属及其合金可直接用作N2的吸收剂,Ca和K,Na.Ba或Si的合金在比较低得温度下就能吸收N2,在高温下用钛粉除N2也是有效的方法。
7、溶剂的主要类型:1、按化学基团—水系(水醇,醛酮)、氨系(氨分子、阱),质子溶剂:包括液氨、液态氟化氢、硫酸、“超酸”溶剂);2:按亲质子性—酸性(卤化氢、发烟硫酸),碱性,两性(水、醇),质子惰性—苯、酚、乙基、环己烷。
无机材料合成知识点总结

无机材料合成知识点总结一、无机材料合成的基本概念无机材料合成是指将化学反应中的原料转化为所需的无机材料的过程,包括单晶生长、薄膜沉积、粉末冶金、化学溶液法、水热法等多种方法。
在合成过程中,需要考虑反应条件、原料选择、溶剂选择、反应温度、反应时间等因素,以确保所得材料具有良好的结构和性能。
二、无机材料合成的基本方法1. 化学气相沉积法(CVD)CVD是一种常用的无机材料合成方法,通过控制反应气体的流速、温度、压力等参数,在衬底表面沉积出所需的薄膜结构。
这种方法适用于高温材料、耐磨材料、光学材料等的制备,具有高纯度、高均匀性、低成本等优点。
2. 化学溶液法化学溶液法是利用化学反应在溶液中沉淀出所需的无机材料,包括沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。
这种方法适用于复杂结构、高纯度、纳米颗粒等材料的制备,具有操作简便、能够控制形貌和尺寸等优点。
3. 气-固相法气-固相法是指在高温下使气体和固体原料发生化学反应,生成所需的无机材料。
例如,气相硅烷化反应可用于硅材料的合成,气相沉积法可用于金属氧化物薄膜的制备等。
4. 氧化还原法氧化还原法是利用氧化还原反应来合成无机材料,包括煅烧法、还原烧结法、热还原法等。
这种方法适用于金属、金属氧化物、非金属氧化物等材料的制备,具有高温、高能量等特点。
5. 真空蒸发法真空蒸发法是将溶解于溶剂中的物质通过真空蒸发,再在固体表面沉积出所需的薄膜结构。
这种方法适用于半导体、光学材料、电子材料等的制备,具有高纯度、薄膜均匀性好等优点。
三、无机材料合成的影响因素1. 反应条件反应条件包括反应气体的流速、温度、压力等参数,不同的反应条件对合成出的无机材料可能有不同的影响。
例如,CVD方法中的反应气体流速和温度会影响薄膜的结晶度和均匀性,水热法中的反应温度和压力会影响纳米颗粒的形貌和尺寸。
2. 原料选择原料选择是影响无机材料合成的重要因素,不同的原料可能导致不同的反应途径和产物。
因此,在合成过程中需要选择合适的原料,以确保所得材料具有良好的结构和性能。
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1.使用气体应注意哪些安全问题答:防毒防火防爆2.试述气体的来源和净化步骤,如何除去气体中的水分答:来源1.工业制备2.实验室制备净化步骤:1.除去液雾和固体颗粒2.干燥3.除氧4.除氮去除气体中水分有两条途径:1.让气体通过低温冷降,使气体中的水分冷冻下来2.让气体通过干燥剂,将水分除去3.干燥气体的干燥剂有哪些选择干燥剂应考虑哪些因素答:干燥剂有两类:1.可同气体中的水分发生化学反应的干燥剂2.可吸附气体中水分的干燥剂应从以下方面考虑:干燥剂的吸附容量,干燥剂的吸附容量越大越好吸附速率,吸附速率越快越好残留水的蒸汽压,吸附平衡后蒸汽压越小越好干燥剂的再生4.如何进行无氧实验操作1.无水无氧操作室2保护气体及其净化3 试剂的储存和转移4 反应、过滤和离心分离及升华提纯5 样品的保存和转移5.溶剂有哪些类型质子溶剂有什么特点质子惰性溶剂分为几类举例说明溶剂类型:质子溶剂,质子惰性溶剂,固态高温溶剂质子溶剂的特点:自电离质子惰性溶剂分类:a惰性溶剂四氯化碳,环己烷等b偶极质子惰性溶剂。
乙腈,二甲基亚砜等c两性溶剂三氟化溴d无机分子溶剂二氧化硫,四氧化二氮。
6. 使用溶剂时应考虑哪些因素依据哪些原则答:因素:反应物的性质,生成物的性质,溶剂的性质原则:a反应物充分溶解b反应物不与溶剂作用c使副反应最少d易于使产物分离。
7.规则溶液理论的是用范围是什么答:规则溶液理论只能适用于混合物,在这个混合物中没有化学反应和溶剂化效应。
8.下列反应在水和液氨中进行效果有什么不同答:在水中进行时,反应产物为氯化银有白色沉淀。
在液氨进行时,溶液为无色透明,发生了络合效应。
9.什么叫拉平效应和区分效应答:拉平效应:将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子的水平的效应区分效应:能区分酸(或碱)强弱的作用为区分效应。
10.举例说明非水溶剂在无机合成中的应用。
答:a水溶液中难以生成化合物的制备。
b无水盐的制备c异常氧化态特殊配位化合物的制备d控制制备反应的速度e提高制备反应的产率。
第三章经典合成方法1. 化学气相沉积法有哪些反应类型该法对反应体系有什么要求在热解反应中用金属烷基化物和金属烷基氧化物作为源物质时,得到的沉积层分别为什么物质如何解释答1、反应类型:热分解反应;化学合成反应;化学输运反应。
2、要求:1)反应物在气温下最好是气态,或在不太高的温度下就有相当的蒸气压,且容易获得高纯产品。
2)能够形成所需要的材料沉积层,反应副产物均易挥发3)沉积装置简单操作方便。
3、金属烷基化物,其M-C键能一般小于C-C键能,可广泛用于沉积高附着性的金属膜。
若元素的烷氧基配合物,由于M-O键能大C-键能,所以可用来沉积氧化物。
2.写出制备光导纤维预制棒的主要反应和方法。
反应体系的尾气如何处理在管内沉积法和管外沉积法中加入添加剂的顺序有什么不同答:方法:管内沉积法,管外沉积法,轴向沉积法,等离子体激活化学气相沉积法。
和HCl,除去的方法是用碱液吸收。
尾气:SO2添加剂顺序:管内陈激发先高温加热旋转的玻璃管在启动O2作为SiCl4,POCl3,和BBr3的载流气体进行反应,而管外沉积法是直接讲SiCl4等喷入氢氧焰中进行反应。
3.化学输运反应的平衡常数有什么特点为什么试以热力学分析化学输运反应的原理答:特点:In(KT2)-In(KT1)=- △H /(R(1/T2-1/T1))当升高温度时,平衡常数也随之增大,即自左向右的反应进行程度大;当降低温度时,自左向右的反应平衡常数变小,而自右向左的反应进行程度变大。
热力学分析:△H的绝对值决定了K值随温度变化的变化率,也就决定了为取得适宜积速率和晶体质量所需要的源区--沉积区间的温差。
︳△H︳较大时,即使lnK不改变符号,也可以得到较高的沉降速率;如果︳△H︳太大,温差必须很小,以防止成核过多影响沉积物质量。
4.实验室常用哪些高温设备和测温仪表电阻炉的发热体有哪些氧化物发热体的接触体有什么物质组成答:高温设备:电阻炉,感应炉,电弧炉。
电阻炉的发热体:金属发热体,碳素材料发热体,碳化硅发热体。
5.试简述感应炉的构成原理和优缺点答:原理:线圈产生的磁力线收被加热的导体索切割。
就在被加热的到体内产生闭合的感应电流,成为涡流。
由于导体电阻小,所以涡流很大,又由于交流的线圈产生的磁力线不断改变方向吗,因此感应的涡流也不断改变的方向,就感应的涡流受到反响涡流的组织,就导致电能转化为热能时被加热物质很快发热并达到高温。
优点:操作方便,十分清洁,升温速度快缺点:要很多专门的电学仪器,费用大。
6.试述热电偶高温计的优点,使用注意事项,光学高温计的优势和原理。
答:体积小质量轻,结构简单易于装配和维护。
主要作用点是由两根导线练成的很小的热节点。
测温范围广。
注意事项,避免受到侵蚀和污染。
光学高温计的优势:不需要同被测物质接触,同时也不影响被测物质的温度场。
原理:受热物体的单薄辐射强度,随温度升高而增长。
7.用氢还原氧化物的特点是什么在氢还原法制钨的第三阶段中,温度高于1200的反应会发生什么变化答:氢还原氧化物的特点:1.氢的利用率不可能达到完全。
2.在换元金属高价氧化物的过程中会有一系列含氧不同的较低价态的金属氧化物出现。
3.在不同的反应温度下还原制的金属的物理性质和化学性质不同8.从热力学角度看,制冷的原理有哪些液化气贮槽有哪些结果形状其工作性能的定义如何答:制冷原理:等熵冷却。
等焓冷却液化气贮槽结果形状:球形和圆柱形。
工作性能:正常蒸发的损耗率来表示。
9. 液氧、液氮、液氩的小型容器和液氢、液氦的有什么不同如何转移液态气体答:液氧、液氮、液氩:杜瓦容器。
液氢、液氦:液氮屏容器和气体屏容器。
转移液态气体:倾倒法,虹吸法,加压法,舀取法。
10.试述蒸汽压温度计的原理,制法。
低温源有哪些实验室常用的是哪些答案:原理:利用物质的物理参数和温度之间的定量关系,通过测量物质的物理参数就可以转换成对应的的温度值。
制法:先将水印在真空中加热净化,以除去杂质,然后将其冷凝在U形管中,最后把U形管两端封死在在U形管之间配上标尺以供读数适用低温源:制冷浴。
实验室常用冰盐共融体系11.低温分离的方法有哪些其要点是什么用什么方法分离氧气和一氧化碳答:低温分离方法:低温下的分级冷凝,低温下的分级减压蒸发,低温吸附分离,低温化学分离分离:低温吸附分离12.低温下稀有气体化合物的合成方法有哪些答: a.低温下的放电合成b.低温水解合成c.低温光化学合成13.在高压下无机化合物会发生哪些变化超高压下无机合成有哪些类型答:相变:a在高压下结构中阳离子配位数变化b高压下相区范围的变化c高压下固溶体多型号体的转d结构中电子结构的比那话和电荷的转移。
超高压下,伴随相变的合成反应,非相变型高压合成14.简述立方晶系变成四方晶系正交晶系三方晶系的原理答:八面体各以顶角相连,A又处在八面体的空隙中,次为立方。
若其中B沿八面体的纵轴方向位移,就变成四方晶系,若在两个轴向发生程度不同的伸缩,就成正交晶系。
15.非相变型高压合成遵循什么原理答:在高压下反应向体积减小的方向进行。
16. 人造金刚石有几种合成方法工业上常用哪一种其获取高温的方法有哪些如何获取高温的方法有哪些如何合成多晶金刚石人造金刚石合成机理有几种学说答:合成:直接法和间接法。
工业:间接法获取高温的方法:直接加热,间接加热,半间接加热多晶金刚石:把许多小单晶金刚石用高温,高压的方法合成为较大的多晶体。
机理:溶剂论,纯催化论,纯催化剂论,固相转化论。
17.获得测量真空的设备和一起有哪些试述真空规的类型以及他们的工作原理。
真空装置由哪些部分组成分别说明他们的作用。
其中陷有哪些类型答:真空泵类型:机械真空泵,蒸汽流泵,吸气机泵,离子泵,低温泵。
测量真空设备:麦氏真空规,压力机,热偶真空规,热阴极电离真空规,冷阴极磁控规。
真空规的类型:总压强计,分压强计真空装置主要包括三部分:真空泵,真空测量装置,按照具体实验要求而设计的管路和仪器。
陷类型:机械陷,冷凝陷,热电陷,离子陷,吸附陷。
18.低压化学气相沉积有哪些优点简述用化学运输反应制备四氧化三铁单晶的原理和步骤。
答:优点: 1.晶体生长或成膜的质量好2.沉积温度低,便于控制3.可使沉积衬底的表面积扩大,提高沉积效率。
Fe3O4+8HCl==FeCl2+2FeCl3+4H2O19.在制备氯化钛的过程中,Tesla线圈和钛管起什么作用答:线圈检漏器,在电弧放电作用下,分子氢变为原子氢钛管:避免三氯化钛堆积,又能一直允许氢气的再生。
第四章1.何谓软化学他有什么特征答:通常将在温和条件下进行的反应为软化学。
特点:反应常在交温和的条件下进行。
反应过程路径机制易于控制。
2.绿色化学是在什么背景下提出的它有什么内涵和特点答:化学物质大规模地生产和广泛使用,使得全球性的生态环境问题日趋严重。
在经过千方百计的末端治理效果不佳的情况下,国际社会重新审视已经走过的环保历程,提出了绿色化学的概念。
针对传统化学对环境造成的污染而提出的新概念,是利用化学原理从根本上减少或消除传统工业对环境的污染它的主要特点:“原子经济型”3.软化学和绿色化学有哪些异同点答:绿色化学和软化学关系密切。
但又有区别。
软化学强调的是反应条件的温和与反应设备的简单。
从而达到节能高效的目的。
在某些情况下这也是经济,洁净的,这与绿色化学是一致的。
但在有些情况下,它并没有解决经济洁净的问题。
绿色化学是全方位地要求达到高效节能经济洁净,可以预见,软化学和绿色化学将会逐渐统一。
4.分别叙述先驱物法和溶胶-凝胶法的定义和特点。
在何种情况下不宜用先驱物法(P127 P129 P130 P131)答先驱物法:为了解决高温固相反应中产物的组成均匀性和反应物的传质扩散所发展起来的节能的合成方法。
先驱物法特点:(1)混合的均一化程度高(2)阳离子的摩尔比准确(3)反应温度低下种情况不宜使用先驱物法:(1)两种反应物在水中溶解度相差很大(2)生成物不是以相同的速度产生结晶(3)常生成过饱和溶液溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法:为了解决高温固相反应中反应物之间扩散和组成均匀性所发展起来的。
溶胶凝胶法特点:(1)通过混合个反应物的溶液,可获得所需要的均相多组分体系(2)可大幅度降低制备材料和固体化合物的温度,从而可在比较温和的条件下制备陶瓷、玻璃等功能材料。
(3) 利用溶胶或凝胶的流动性,通过某种技术如喷射、浸涂等合成出特殊形态的材料如薄膜、纤维、沉积材料5.溶胶有什么特点如何使溶胶成为凝胶为什么说溶胶体系是热力学上不稳定而动力学上稳定的体系答:溶胶分散系是分散程度很高的多相体系。
溶胶粒子半径在1到100nm 之间,具有很大的相界面。
表面能高,吸附性强。
由于同性相斥使得胶粒不易聚成,因为胶体溶液是一个热力学不稳定而动力学稳定的体系。