2015无机材料合成与制备试卷A
无机材料的制备与应用
无机材料的制备与应用无机材料是指没有碳元素化合物的化学物质，包括金属、氧化物、硫化物、氧化氮化合物等。
无机材料广泛应用在电子信息、能源、环保、生物医药等领域，其制备、特性研究及应用也是现代化学的重要研究方向之一。
本文将从无机材料制备、特性与应用三个方面介绍无机材料的相关知识。
一、无机材料的制备1.晶体生长法晶体生长法是最常见的制备无机材料的方法之一，其原理是通过改变混合溶液的组成、温度、时间等条件，使溶液中含有的化学成分逐渐结晶并生长成晶体。
晶体生长法可以制备出包括氧化物、氮化物、硅化物及金属等多种无机材料。
2.水热合成法水热合成法是利用高温高压水环境下化学反应进行无机化合物的合成。
水热合成法能够制备出各种复杂的无机材料，例如氧化物、氮化物、磷酸盐、硅酸盐等。
此外，该法还能够调控无机材料的形态和结构。
3.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是利用水溶胶与有机溶胶的化学反应，经过干燥、热解等一系列处理使其成为坚硬的凝胶，然后再经过烧制，得到所需的无机材料。
这种方法制备出来的无机材料具有高度纯度和良好的控制性能。
二、无机材料的特性1.结晶度和物相无机材料通常是以晶体的形式出现的，结晶度是衡量无机材料性质的一个重要参数，它与无机材料中晶体的尺寸、数量、形貌等因素密切相关。
物相指样品的晶体相组成，反映了样品中不同的化学组分和结构特征，影响着无机材料的物理化学性质。
2.晶体尺寸和形貌晶体的尺寸和形貌是影响无机材料特性的重要因素。
晶体的尺寸决定了材料内部的原子排列方式以及晶格缺陷的数量和粒界影响程度，同时还与材料的热力学和物理化学性质有关。
晶体的形貌决定了晶体表面化学性质的变化，对完全导电、光学和磁学性质有直接影响，还能影响晶体的力学和电化学性质。
三、无机材料的应用1.电子信息领域在电子信息领域，无机材料有着重要的应用。
例如，氧化锌、氧化物太阳能电池、硅基太阳能电池等无机材料被广泛用于光电转换器件的制备。
硅、碳化硅、氮化硅等无机材料常用于微电子技术的制备中，如实现集成电路缩小等。
材料合成制备
第一章1、材料的四大要素：组成结构-性质-合成制备-性能应用2、各种合成制备方法的概念（无机材料）液相合成（1）水解反应：水解反应是指盐的组分离子跟水离解的H+和OH－结合成弱电解质的反应；可以根据多重平衡规则计算水解反应的程度。
在无机合成中主要是利用金属阳离子的水解反应来制备氧化物陶瓷微粒及纳米材料。
其反应的通式如下（2）沉淀反应将沉淀剂加入到试液中，当形成沉淀的离子浓度的乘积超过该条件下沉淀的溶度积时，离子通过相互碰撞聚集成微小的晶核，晶核就逐渐长大形成沉淀微粒。
沉淀的生成一般要经过晶核形成和晶核长大两个过程。
这种由离子形成晶核，再进一步聚集成沉淀微粒的速度称为聚集速度。
在聚集的同时，构晶粒子在一定晶格中定向排列的速度称为定向速度。
如果聚集速度大，而定向速度小，即离子很快地聚集生成沉淀微粒，来不及进行晶格排列，则得到非晶形沉淀。
√反之，如果定向速度大，而聚集速度小，即离子较缓慢地聚集成沉淀。
有足够时间进行晶格排列，则得到晶形沉淀。
A，均匀沉淀法：是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来，通过控制溶液中沉淀剂浓度，保证溶液中的沉淀处于一种平衡状态，从而均匀的析出。
通常加入的沉液剂, 不立刻与被沉淀组分发生反应, 而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成，克服了由外部向溶液中直接加入沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性。
B，共沉淀：在混合离子溶液中加入某种沉淀剂或混合沉淀剂使多种离子同时沉淀的过程；叫共沉淀共沉淀的目标是通过形成中间沉淀物制备多组分陶瓷氧化物，这些中间沉淀通常是水合氧化物，也可以是草酸盐、碳酸盐或者是它们之间的混合物。
由于被沉淀的离子在溶液中可精确计量，只要能保证这些离子共沉淀完全，即能得到组成均匀的多组分混合物，从而保证煅烧产物的化学均匀性，并可以降低其烧成温度。
C普通沉淀法共沉淀法的优点在于：其一是通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的纳米粉体材料，其二是容易制备粒度小而且分布均匀的纳米粉体材料；比一般固相反应降低几百度。
无机合成与制备方法实操训练
无机合成与制备方法实操训练无机合成与制备方法实操训练是一种实验性强的学习方法，可以帮助学生深入了解和掌握无机合成的各种方法。
以下是一些常见的无机合成与制备方法及其实操训练：1.沉淀法：沉淀法是一种通过在溶液中加入适当的反应物，使其发生化学反应生成沉淀，然后将沉淀分离出来得到所需的无机化合物的方法。
例如，将硝酸钠和硝酸银溶液反应，得到沉淀的硝酸银。
沉淀法常用于制备金属盐类或无机固体。
在实操训练中，学生可以学习如何选择适当的反应物，控制反应条件，以及如何分离和纯化沉淀物。
2.水热法：水热法是一种通过改变反应温度、压力等条件，使具有亲水性的无机物质在水溶液中反应而成的方法。
例如，通过水热法可以合成纳米氧化铝、二氧化钛等。
在实操训练中，学生可以学习如何控制反应条件，如何优化合成条件，以及如何表征产物的性质。
3.溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种通过溶胶到凝胶的相变过程合成无机材料的方法。
该方法的特点是可以在溶液中形成胶体，然后通过热处理或干燥将其转化为无机凝胶。
最后，通过煅烧等处理将凝胶转化为所需的无机材料。
溶胶-凝胶法广泛应用于陶瓷材料、纳米材料等领域。
在实操训练中，学生可以学习如何控制溶胶-凝胶过程的条件，如何优化热处理或干燥条件，以及如何表征产物的性质。
4.溶液法：溶液法是制备无机材料最常用的方法，其优点为操作简单、可控性好、反应速率快等。
常用的溶液法有沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。
在实操训练中，学生可以学习如何选择适当的反应物和溶剂，控制反应条件，以及如何分离和纯化产物。
5.热分解法：热分解法是一种通过加热分解有机或无机化合物来制备无机材料的方法。
例如，加热分解碳酸钙可以制备氧化钙和二氧化碳。
在实操训练中，学生可以学习如何选择适当的反应物和加热条件，控制分解过程，以及如何表征产物的性质。
以上是一些常见的无机合成与制备方法及其实操训练，每种方法都有其独特的优点和应用范围。
通过实操训练，学生可以更好地掌握无机合成的基本技能和方法，提高自己的实验能力和科学素养。
材料合成制备考试复习资料终极版
材料合成制备考试复习资料终极版work Information Technology Company.2020YEAR材料合成：指把各种原子、分子结合起来制成材料所采用的各种化学方法和物理方法，一般不含工程方面的问题。
材料制备：制备一词不仅包含了合成的基本内涵，而且包含了把比原子、分子更高一级聚集状态结合起来制成材料所采用的化学方法和物理方法。
(一是新的制备方法以及新的制备方法中的科学问题，二是各种制备方法中遇到的工程技术问题)材料加工：是指对原子、分子以及更高一级聚集状态进行控制而获得所需要的性能和形状尺寸(以性能为主)所采用的方法(以物理方法为主).材料的分类：用途：结构材料，功能材料。
物理结构：晶体材料、非晶态材料和纳米材料。
几何形态：三维二维一维零维材料。
发展：传统材料，新材料。
按属性分：以金属健结合的金属材料，以离子键和共价键为主要键合的无机非金属材料，以共价健为主要键合的高分子材料，将上述三种材料进行复合，以界面特征为主的复合材料，钢铁、陶瓷、塑料和玻璃钢分别为这四种材料的典型代表。
新材料特点：品种多式样多，更新换代快，性能要求越来越功能化、极限化复合化、精细化。
新材料主要发展趋势：1结构材料的复合化2信息材料的多功能集成化3低维材料迅速发展4非平衡态(非稳定)材料日益受到重视。
单晶体的基本性质：均匀性；各向异性；自限性；对称性；最小内能和最大稳定性。
晶体生长类型：固相-固相平衡的晶体生长，液相-固相平衡的晶体生长，气相-固相平衡的晶体生长。
晶体生长可以分为成核和长大两个阶段。
成核过程主要考虑热力学条件。
长大过程则主要考虑动力学条件。
在晶体生长过程中，新相核的发生和长大称为成核过程。
成核过程可分为均匀成核和非均匀成核。
过冷度——每一种物质都有自己的平衡结晶温度或者称为理论结晶温度，但是，在实际结晶过程中，实际结晶温度总是低于理论结晶温度的，这种现象称为过冷现象，两者的温度差值被称为过冷度，它是晶体生长的驱动力。
2016无机材料合成与制备试卷A
中南林业科技大学课程考试试卷课程名称： 无机材料合成与制备；试卷编号： A 卷；考试时间：100分钟一、是非题（1分×10=20分，选全对或全错，计零分）1微波有很强的穿透力，微波加热时能深入到样品内部，其燃烧波首先从样品的表面向内部传播，最终完成微波烧结。
（ × ） 2插层反应的特征是，要有一定的结构开放性，能允许外来原子或离子易于扩散进或逸出。
（ √ ） 3用五个9纯度的晶体Se ，在氩气下(0.8ml/s)，球与金属质量比在10的条件下球磨5h 就转变成非晶Se 。
（ √ ）4大块非晶合金的制备思路是均匀形核的推迟和非均匀形核的避免。
（ √ ）5磁控溅射可显著地提高溅射速率，可控制二次电子的运动，避免高能粒子对衬底的轰击，降低衬底温度，但靶材的利用率不高，一般低于40%。
（ √ ）6直接凝固成型是依靠有机单体交联形成高聚物，温度诱导絮凝成型是依靠分散剂的分散特性。
（ × ） 7 Au 衬底上长Pb 单晶膜一般是薄膜的层状生长模式，在Si 表面沉积Bi 、Ag 一般是薄膜的层岛生长模式。
（ √ ）8反应温度低于200℃的固相反应为低热固相反应，反应温度介于200～600℃之间的固相反应为中热固相反应，反应温度高于600℃的固相反应为高热固相反应。
（ × ）9水热与溶剂热合成的体系一般处于非理想非平衡状态，在高温高压条件下，水或其它溶剂处于亚临界或超临界状态，反应活性提高。
（ √ ）10为了减少污染和节约用水，镉黄颜料的工业生产采用低热固相反应法，即镉盐和硫化钠的固态混合物在球磨机中球磨2～4小时。
（ √ ）11时间-温度-结晶的“3T 曲线”头部的顶点对应了析出晶体体积分数为 10-6时的最短时间。
（ √ ） 12分子束外延是以蒸镀为基础的超薄层材料生长新技术，是超真空(10-8Pa)条件下的精控蒸发技术。
（ √ ） 13沉积温度较高，原子的扩散得以进行得比较充分，形态T 和形态3型的生长称为高温热激活型生长。
无机材料工艺学习题参考答案
复习与思考1.材料的定义材料是能够用以加工有用物质的物质。
2.无机非金属材料的定义无机非金属材料是某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质组成的材料，是除金属材料和有机高分子材料以外的所有材料的统称。
3.无机非金属材料与金属材料和有机高分子材料区别⑴一般来说，无机非金属材料在化学组成以及化学键上与金属材料和有机高分子材料明显不同。
无机非金属材料的化学组成主要为元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质，其化学键主要为离子键或离子-共价混合键；金属材料的化学组成为单质金属元素或一种金属元素与其他元素组成的合金，其化学键为金属键；有机高分子材料是以C、H、O为主要元素和其他元素组成的聚合物其化学键为共价键。
⑵从力学性能上，金属材料有延展性，有机高分子材料有弹性，而大多数无机非金属材料却没有；从电学性能上，金属材料具有导电性，而无机非金属绝大多数是绝缘体；从结构上，金属材料有自由电子而无机非金属材料没有自由电子且具有复杂的晶体结构；金属材料抗拉强度高，而无机非金属材料抗拉强度低。
（以第一点为主）4.无机非金属的特性具有复杂的晶体结构；没有自由电子（石墨除外）；高硬度；高熔点；较好的耐化学腐蚀能力；绝大多数是绝缘体；制成薄膜时大多是透明的；一般具有低导热性；大多数情况下变形微笑。
5.为什么金属材料有延展性，有机高分子材料有弹性，而大多数无机非金属材料却没有金属材料有延展性是因为其含有自由电子，可以移动；有机高分子材料有弹性是因为高分子材料多为链状，可以扭曲；大多数无机非金属材料却没有是因为其化学键主要为离子键或离子-共价混合键，而共价键有方向性。
6.为什么绝大多数原料都需要破碎无机非金属材料生产所用的主要原料，绝大多数是质地坚硬的大块状物料。
为了均化、烘干、配料等工艺过程的需要进行破碎。
无机材料合成与制备课件
2. 将硅酸乙酯、乙醇和氨水按一定比例混合，搅拌均匀。
实验一：溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜
3. 将混合液滴加到玻 璃基板上，放入烘箱 中加热至一定温度。
5. 观察和测试二氧化 硅薄膜的形貌和性能 。
4. 取出玻璃基板，用 去离子水冲洗，晾干 后进行热处理。
无机材料合成与制备课件
• 无机材料概述 • 无机材料合成方法 • 无机材料制备技术 • 无机材料合成与制备的研究进展 • 无机材料合成与制备的前景与挑战 • 无机材料合成与制备实验课程设计
01
无机材料概述
无机材料的定义与分类
无机材料定义
无机材料是指不含碳元素的化合物或 单质，主要由无机化合物组成的一类 材料。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
01 实验步骤
02
1. 准备试剂和仪器，如硅烷、氨气、氢气、氮气、反
应腔等。
03
2. 将反应气体按一定比例通入反应腔中，加热至一定
温度。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
3. 保持反应一定时间，使反应 物在基材表面沉积形成薄膜。
4. 停止反应，取出基材，进行 后处理。
5. 观察和测试氮化硅薄膜的形 貌和性能。
实验三：物理气相沉积法制备钛合金薄膜
实验目的
通过物理气相沉积法合成钛合金薄膜，了解 物理气相沉积法的合成过程和原理，掌握钛 合金薄膜的制备技术。
实验原理
物理气相沉积法是一种常用的材料合成方法 ，通过将金属蒸发或溅射成原子或分子，在 基材表面沉积形成薄膜。钛合金薄膜具有高 强度、耐腐蚀等特性，常用于航空、化工等 领域。
05
无机材料合成与制备的前景与挑战
无机合成与制备化学题目
无机合成与制备化学题目一、填空题1．合成反应中常用作为反应能否进行的依据, 一般当其值在范围内时，表明可用于合成反应。
2．温度是沸石合成中重要的因素之一，高水含量的沸石一般要求，而低水含量的沸石一般要求。
3．碱金属与液氨反应后生成溶液。
该反应速率一般很慢，通常需要作为催化剂。
4．除水干燥剂的作用方式有和两种。
沸石分子筛属于型干燥剂，与其他脱水剂相比，其优点是。
5．固相化合物的合成反应中，其反应速度与产物层的厚度成比，为缩短反应时间，通常将阳离子制成，这种方法也叫做合成法。
6．金属簇合物与一般多核化合物的区别在于和。
7．合成反应中常用的调节反应速率的手段有，，，和。
8．使用干冰作为低温源时，为了提高致冷效果，需加入一些，常用的有。
9．高温固相合成反应中，1000℃以上的电热材料不能选用。
在实验室中通常是用法来制备的。
10．O311．在合成具有强还原性的特殊低价态化合物时，对溶剂和气氛的要求很高，这种要求一般是和，这是由于的原因。
12．用水热法合成Na-Si-Al-O 分子筛时，产物的孔径与有关，一般在时孔径较大。
13．化学气相沉积是利用在气相或气固界面上反应生成的技术。
14．一些物质本身在高温下会气化分解然后在沉积反应器稍冷的地方反应沉积生成等形式的产物。
15．金属有机化合物通常指含有的化合物，在许多方面B、Si、P和As元素有机化学类似于相关的金属有机化学。
16．主族金属和碳键的形成可大致分类为：、、、。
17．离子迁移产生的微波能损失与被解离的、和有关，并受离子与溶剂分子之间相互作用的影响。
18．获得等离子体的方法和途径是多种多样的，微波等离子体是靠的办法获得的。
19．在合成配位化合物时，加入辅助配体的作用主要有：，。
20．由三氯化铬与乙酰丙酮水溶液合成配合物时，在反应液中加入尿素的目的是。
21．分子筛表面具有，因而对极性分子有很大的亲和力。
22.延伸固体按连续的化学键作用的空间分布可分为___________、___________、___________。
材料合成与制备考试题答案
一名词解释1共沉淀法沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加人适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒。
共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子，它们以均相存在于溶液中，加入沉淀剂，经沉淀反应后，可得到各种成分的均一的沉淀，它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。
2水热合成法水热与溶剂热合成：在一定温度(100～1000℃)和压力(1～100MPa)条件下，利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。
在亚临界和超临界水热条件下,由于反应处于分子水平,反应性提高,因而水热反应可以替代某些高温固相反应。
又由于水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,因而可以创造出其它方法无法制备的新化合物和新材料。
它的优点：所的产物纯度高，分散性好、粒度易控制。
3化学气相沉积气相沉积：利用气态或蒸气态的物质在气相或气固界面上反应生成固态沉积物的一类技术1物理气相沉积(Physical Vapor Deposition ，简称PVD)：物理气相沉积是通过蒸发，电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。
物理气象沉积方法有真空镀，真空溅射和离子镀三种，目前应用较广的是离子镀。
如真空蒸发法、溅射法、离子镀等“物理气相沉积” 通常指满足下面三个步骤的一类薄膜生长技术:A所生长的材料以物理的方式由固体转化为气体B生长材料的蒸汽经过一个低压区域到达衬底C蒸汽在衬底表明上凝结，形成薄膜2化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。
它本质上属于原子范畴的气态传质过程。
（一种或数种反应气体在热、激光、等离子体等作用下发生化学反应析出超微粉的方法）。
4 Ostwald RipeningOstwald ripening是一种材料生长的机理，简单点说就是材料从分子阶段开始，首先形成一定尺寸的晶核，然后所有的分子都依附于晶核生长，这个阶段不会再形成新的晶核了，只是晶核生长的越来越大，就是“从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。
无机合成2
第二章试述气体的来源和净化步骤。
如何除去气体中的水分。
答：⑴来源：工业制备和实验室制备⑵净化步骤：a除去液雾和固体颗粒。
b 干燥。
c 除氧。
d 除氮⑶一是让气体通过低温冷阱，是气体中的水分冷却下来，已达到除水的目的二是让气体通过干燥剂，将水分除去。
干燥气体的干燥剂有几种类型？选择干燥剂应该考虑哪些因素？答:种类：一类是可同气体中的水分发生化学反应的干燥剂一类是可吸附气体中水分的干燥剂因素：a干燥剂的吸附量，干燥剂的吸附量越大越好b吸附速率，吸附速率愈快愈好。
c残留水的蒸气压，吸附平衡后残留水的蒸气压愈小愈好d干燥剂的再生，干燥剂越易再生成本越低如何进行无水无氧实验操作？P答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 样品的保存和转移溶剂有哪些类型？质子溶剂有哪些特点？质子惰性溶剂分为几类？举例说明答：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：都能自电离，这些溶剂主要是些酸碱质子惰性溶剂分类：a惰性溶剂，基本不容计划不自电离。
如四氯化碳，环己烷等b偶极质子惰性溶剂，即极性高但电离程度不大的溶剂。
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，四氧化二氮使用溶剂时应考虑哪些因素？依据哪些原则？答：因素：①反应物的性质②生成物的性质③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易于使产物分离什么叫拉平效应和区分效应？答：拉平效应：但一种酸溶于任一溶剂时，酸中的质子完全转移给溶剂分子，这种现象被称为拉平。
当不同的酸在同一溶剂中被拉平时，它仍在该溶剂中所表现的酸性强度时相同的。
即原有的酸性差别因溶剂无法区分而被拉平，这种效应被称为溶剂的拉平效应。
区分效应：能区分酸（或碱）强弱的作用为区分效应。
具有区分效应的溶剂为区分溶剂。
第三章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？P47---答：1、反应类型：热分解反应；化学合成反应；化学输运反应。
无机合成与制备化学期末复习材料
高温合成在高温的条件下，反应物分子易于扩散，在扩散的过程中形成新相，新的物质或新材料，此过程称为高温合成。
在高温的条件下，反应物分子易于扩散，在扩散的过程中形成晶核，晶核不断生长，形成新的物质或新材料，此过程称为高温固相合成。
该反应在热力学上是完全可以进行的，但在实际中，该反应需要很高的温度条件 下才能进行，而且进行的非常缓慢，在1200°C 下，几乎不反应，而在1500°C 下，也要需要几天反应才能完成。
需要几天反应才能完成。
在一定的高温条件下，MgO 与Al203的晶粒界面间将产生反应而生成产物尖晶石型MgAl204层。
这种反应的第一阶段将是在晶粒界面上或界面邻近的反应物晶格中生成MgAl204晶核，实现这步是相当困难的，因为生成的晶核与反应物的结构不同。
因此，成核反应需要通过反应物界面结构的重新排列，其中包括结构中阴、阳离子键的断裂和重新结合，MgO 和Al203晶格中Mg2+和Al3+离子的脱出、扩散和进入缺位。
高温下有利于这些过程的进行，有利于晶核的生成。
同样，进一步实现在晶核上的晶体生长也有相当的困难。
因为对原料中的Mg2+和Al3+来讲，则需要横跨两个界面的扩散才有可能在核上发生晶体生长反应，并使原料界面间的产物层加厚。
因此很明显地可以看到，决定此反应的控制步骤应该是晶格中Mg2+和A13+离子的扩散，而升高温度是有利于晶格中离子扩散的，因而明显有利于促进反应。
另一方而，随着反应物层厚度的增加，反应速率是会随之而减慢的。
曾经有人详细地研究过另一种尖晶石型NiAl2O4的固相反应动力学关系，也发现阳离子Ni2+、A13+通过NiAl2O4产物层的内扩散是反应的控制步骤。
产物层的内扩散是反应的控制步骤。
综上所述，可以得出影响这类固相反应速率的主要应有下列三个因素：(a)反应物固体的表面积和反应物间的接触面积；(b)生成物相的成核速度；(c)相界面间特别是通过生成物相层的离子扩散速度。
有机化学合成与推断(2015-2017高考真题汇编)
专题有机化学合成与推断（2015-2017高考真题汇编）1．化合物H是一种有机光电材料中间体。
实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：已知：回答下列问题：（1）A的化学名称是__________。
（3）E的结构简式为____________。
（2）由C生成D和E生成F的反应类型分别是__________、_________。
（4）G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为___________。
（5）芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式____________。
（6）写出用环戊烷和2–丁炔为原料制备化合物的合成路线________（其他试剂任选）。
2．化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成G的路线如下：已知以下信息：①A的核磁共振氢谱为单峰；B的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。
回答下列问题：（1）A的结构简式为____________。
（2）B的化学名称为____________。
（3）C与D反应生成E的化学方程式为____________。
（4）由E生成F的反应类型为_______。
（5）G的分子式为___________。
（6）L是D的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的L 可与2 mol的Na2CO3反应，L共有______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为___________、____________。
3．氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。
实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：回答下列问题：（1）A的结构简式为____________。
C的化学名称是______________。
无机非金属材料(知识点考试试题和参考答案)
第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料（知识点考试试题）知识点一硅酸盐材料1.下列我国古代优秀艺术作品中,所用材料不属于无机非金属材料的是( )A.商代司(后)母戊鼎B.新石器时代人面鱼纹彩陶盆C.明永乐青花竹石芭蕉纹梅瓶D.三国青瓷羊形烛台2.下列说法不正确的是( )A.国产C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐C.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱腐蚀、抗氧化等优点D.瓷器的青色可能来自于氧化铁(Fe2O3)3.下列有关硅酸盐产品的说法不正确的是( )A.水泥具有水硬性B.玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英C.玻璃有固定的熔沸点D.陶瓷是人类最早使用的硅酸盐产品4.世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说,中国至少在3000年以前,就已经使用玻璃了。
下列有关普通玻璃的说法不正确的是( )A.玻璃可用于生产光学仪器和各种器皿B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起知识点二新型无机非金属材料5.我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世,填补了我国计算机制造史上的一项空白。
下列对晶体硅的有关叙述正确的是( )A.晶体硅的结构与金刚石类似B.晶体硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应C.晶体硅是一种良好的半导体材料,但是它提炼工艺复杂,价格昂贵D.晶体硅具有金属光泽,故它属于金属材料,可以导电6.下列说法正确的是( )A.SiO2既可以和NaOH溶液反应,也可以和HF溶液反应,所以SiO2是两性氧化物B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C.石英是良好的半导体材料,可以制成光电池D.陶瓷的烧制不涉及化学变化7.从古至今化学与生产、生活密切相关。
下列说法正确的是( )A.晶体硅被用于计算机芯片,工业制粗硅的反应原理为SiO2+C Si+CO2↑B.合金的熔点、硬度都低于成分金属C.中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型硅酸盐材料D.无色透明的SiO2是制造光导纤维的重要原料8.纯二氧化硅可用下列流程制得。
无机合成化学基本题库
无机合成化学基本题库一、问答题1. 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2. 什么叫拉平效应和区分效应？3. 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氧基化物作为源物质时，得到的沉积层分别为什么物质？如何解释？4. 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添加剂的顺序有什么不同？5. 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。
6. 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℃时反应会发生什么变化？7. 低温分离的方法有哪些？在什么情况下用低温化学分离法？其主要特点是什么？用什么方法分离O2和CO？在分级冷凝中如何选择冷肼？简述液氨中的合成反应。
8. 低温下稀有气体化合物的合成方法有哪些？在低温水解合成XeO3时，应选择XeF4还是XeF6作源物质？为什么？合成KrF2的反应机理是什么？有哪些因素影响KrF2的量子产率？9. 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？10. 说明光化学反应的原理和配位化合物光化学合成的类型。
11. 试解释吸收、荧光、磷光、内部转换和系间窜跃的意义。
12. 从溶液中生长晶体有哪些方法？电解溶剂法和溶液蒸发法有何区别和共同之处？13. 理想晶体为什么是无色透明的？14. 什么叫模板反应？举例说明。
15. 试述局部化学反应的意义和类型。
16. 什么叫水热合成法？按反应温度可分几类？水热合成法有哪些优点和应用前景?高温高压下水热反应有哪些特征？说明用水热法合成水晶的必然性。
17. 某氯碱厂用隔膜槽电解食盐水，每个电解槽通过电流10 000A，问理论上每个电解槽每天可生产多少氯、氢和氢氧化钠？设阳极的电流效率为97%，问实际上每天产氯多少？18. 在上题中若槽电压为3.8V，则每个槽每天消耗的能量为多少焦耳？相当于多少度电能？生产1t氯消耗多少度电能？19. 简述自蔓延高温合成的意义和类型。
无机合成化学复习题答案
1·化学的核心任务是研究化学反响与创造新物质。
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，并在此根底上逐步开展无机材料的分子工程学； 无机合成化学与国民经济的开展息息相关，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，根底建立中使用的水泥、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。
2·第一章：30~70.3·绿色化学的12条原那么：◇污染预报最好是预防废物产生而不要等到产生以后再来治理。
◇原子经济化学合成的设计要最大限度地将生产过程使用的所有原料纳入最终产品中。
◇不那么有害的化学合成只要办得到,设计合成方法时要使用和生产对人群XX 和环境危害小或无毒的物质。
◇设计较平安的化学物质，设计化学产品要让它发挥所需功能而尽量减少其毒性。
◇较平安的溶剂和辅料，尽可能少用各种辅助物质如溶剂、别离剂和其他物质,要使用平安的物质。
◇设计考虑能源效率，从环境和经济影响角度重新认识化学过程的能源需求并应尽量少用能源，合成方法应在常温常压下进展。
◇使用可再生原料技术，经济上可行时要用可再生原料代替消耗性原料。
◇减少衍生物，用一些手段〔如锁定基因、保护与反保护和暂时改变物理、化学过程〕尽量减少不必要的衍生物,因为它要求额外反响物质并能产生废物。
◇催化物质(尽可能有选择性)比化学计量物质要好。
◇设计时考虑可降解性，设计化学产品要使其用过后能降解成无害物质而不是持续存在于环境中。
◇对污染预防进展实时分析，要进一步开展分析方法的研究,进展实时和生产过程中的监测,在生成有害物质前加以控制。
◇选择平安的化学过程，在化学过程中使用的物质和物质的形成过程要能尽量减少发生化学事故的可能性,包括释放化学物质、爆炸和起火。
应用：侯德榜的“氨碱法〞，是有效的绿色无机合成反响系统：(1)NH 3+H 2O+CO 2=NH 4HCO 3 (首先通入氨气，然后再通入二氧化碳〕；(2)NH 4HCO 3+NaCl=NH 4Cl+NaHCO 3↓〔NaHCO 3溶解度最小，所以析出。
无机盐合成中的水热合成法考核试卷
A.溶液剧烈搅拌
B.反应容器内压力剧增
C.产物颜色与预期不符
D.产物出现不纯杂质
17.以下哪些因素会影响水热合成反应的选择性？（）
A.反应温度
B.反应压力
C.溶液pH值
D.反应物的化学性质
18.水热合成法在环境保护领域的潜在应用包括哪些？（）
6.水热合成法的优点包括产物纯度高、粒度可控和_______。
7.在水热合成反应中，如果反应物浓度过高，可能会导致_______和_______。
8.产物的后处理步骤包括_______、洗涤、干燥和烧结。
9.水热合成法在材料科学领域的应用非常广泛，如制备_______和_______等。
10.为了提高水热合成反应的选择性，可以控制_______和_______等条件。
A.溶液颜色变化
B.溶液浑浊
C.溶液产生气体
D.所有以上现象
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.水热合成法在合成无机盐时具有哪些优点？（）
A.产物纯度高
B.产物粒度可控
C.反应条件温和
D.对环境无污染
2.以下哪些因素会影响水热合成反应的速率？（）
2.描述水热合成反应中，如何通过调节反应条件（如温度、压力、pH值等）来控制产物的粒度和形貌。
3.讨论在水热合成过程中，为什么需要对原料进行严格的选择和预处理，以及这些步骤对最终产物质量的影响。
4.分析水热合成法在环境保护和工业应用中的优势与局限性，并提出可能的改进措施。
标准答案
一、单项选择题
1. A
A.反应温度
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中南林业科技大学课程考试试卷课程名称：无机材料合成与制备；试卷编号：A 卷；考试时间：100分钟一、是非题（1分×23=23分，选全对或全错，计零分）1 生长驱动力在数值上等于生长单位体积的晶体所引起的吉布斯自由能的降低。
（ √ ）2 微波有很强的穿透力，微波加热时能深入到样品内部，其燃烧波首先从样品的表面向内部传播，最终完成微波烧结。
（ × ）3 提拉法中旋转籽晶的目的是获得更好的温度和浓度的均匀性。
（ √ ）4 热电偶是接触式温度传感器，可直接与被测物质接触，不受环境介质如烟雾、尘埃、CO 2、水蒸气等影响，准确度较高。
（ √ ）5等离子体在CVD 中的作用是将反应气体激活成活性离子，提高低沉积温度；加速反应物表面的扩散作用，降低成膜速率。
（ × ） （提高）6 降低到-150 ℃(123K)称为普通制冷或普冷，降低到-150 ℃至4.2K 之间称为深度冷冻或深冷，降低到4.2K 以下称为极冷。
（ √ ）7 相比溅射成膜，蒸发法时，沉积原子的能量很低，一般不易形成形态3型的薄膜组织。
（ × ）（T ） 8 在形态2和形态3型低温薄膜沉积组织的形成过程中，原子的扩散能力不足，因而这两类生长又称为低温抑制型生长。
（ × ）（1和T ）9 磁控溅射的缺点是靶材的利用率不高，一般低于40%。
（ √ ）10 过冷度越大,越容易非均匀成核；凸面杂质形核效率最高，平面次之，凹面最差。
（ × ） 11直接凝固成型是依靠有机单体交联形成高聚物，温度诱导絮凝成型是依靠分散剂的分散特性。
（ × ） 12 不具挥发性FeO 和WO 3在HCl 存在时，生成FeCl 2 、WOCl 4、水蒸气，就可以通过相转移反应制得完美的钨酸铁晶体。
（ ） 13气体的低温分级冷凝就是气体混合物通过不同低温的冷阱而分离，气体通过冷阱后其蒸汽压小于13.33Pa —冷凝彻底；大于13.33 Pa —认为不能冷凝，穿过了冷阱。
（ × ）14 流动法比降温法有利于生长大尺寸单晶，蒸发法适合溶解度较大而温度系数很小的物质，凝胶法可在室温下生长一些难溶的或对热敏感而不便使用其他方法的晶体。
（ √ ）15用单相共沉淀法制备出单一尺寸的球形氢氧化铝颗粒的关键是通过尿素，在水溶液中缓慢分解释放出OH-，使溶液中碱性均匀地、缓慢地上升，从而使氢氧化物沉淀在整个溶液中同时生成。
（ × ） 16 大块非晶合金的制备思路是非均匀形核的推迟和均匀形核的避免。
（ √ ）17 非晶态材料衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，没有表征结晶态的任何斑点和条纹，用电镜看不到学院 专业班 年 姓名 学装订线(答题不得超过此线)晶粒，晶界晶格缺陷等形成的衍衬反差。
（√）18真空蒸镀的条件是被蒸发物质的分压须高于它的平衡蒸汽压。
（×）19 固相反应一旦发生即可进行完全，不存在化学平衡。
（√）20决定薄膜结构的重要参数是基片温度和蒸发物熔点温度之比T s/T m，该值几乎总是小于0.45。
（√）21典型的非晶态熔体在转变点Tg 附近通常具有大分子结构，因为这种结构具有阻碍结晶的作用。
（√）22 要得到粗大甚至是单晶结构的薄膜，一个必要的条件是需要适当地降低沉积的温度，并提高沉积速率。
（×）23离子熔盐的热容量大、储热和导热性好，对其他物质有非凡的溶解能力。
（√）二、选择题（2分×10=20分）1下列哪种是液体急冷法中压延法的示意图（ B ）2下面哪个属于微波加热的方式（ D ）3溅射率是决定溅射成膜快慢的主要因素之一，而影响溅射率大小的主要因素有很多，其中起决定作用的是（ B ）A 靶材及表面晶体结构B 入射离子能量C 入射角度D 靶材表面温度4下列叙述中那种关于晶体制备中提拉法的是（ B ）A将原料溶解在水中，采取适当的措施造成溶液的过饱和状态，使晶体在其中生长。
B将待生长的材料在坩埚中熔化，然后将籽晶浸到熔体中缓慢向上提拉，同时旋转籽晶，即可以逐渐生长单晶。
C将籽晶下降到低过冷度的过冷熔体中，以获得晶体生长所需要的过冷度，实现晶体生长。
D原料在坩埚底部高温区熔融于助熔剂中，形成饱和熔融液，在旋转搅拌作用下扩散和对流到顶部相对低温区，形成过饱和熔液，在籽晶上结晶生长晶体。
5关于水热（溶剂）法的说法不正确的是（ B ）A 研究物质在高温密闭或高压溶液中的化学行为与规律。
B 主要以界面扩散为其特点C 研究体系一般处于非理想非平衡状态，在高温高压条件下，水或其它溶剂处于亚临界或超临界状态，反应活性提高。
D 高压釜是进行高温高压水热与溶剂热合成的基本设备。
6 有关溅射成膜的四种典型组织形态的叙述正确的是（ B ）A形态2型的组织形成于温度很低(T/Tm<0.3)、压力较高，入射粒子能量很低的条件下。
B形态3型的薄膜组织形成于T s/T m>0.5的温度区间，温度的升高使原子的体扩散开始变得很充分。
C形态1型的拱形面形貌特征消失，薄膜强度较形态T型时显著提高。
D形态2型薄膜的组织变为经过充分再结晶的粗大的等轴晶组织，晶粒较大，直至可超过薄膜的厚度，晶粒内部缺陷密度很低，晶界趋于完整。
7 下面不是水溶液凝胶注模成型工艺对有机单体的要求的是（ D ）A 单体和交联剂必须是水溶的（前者至少20%，后者至少2%）B 单体和交联剂的稀溶液形成的凝胶应具有一定的强度；C 不影响浆料的流动性D 单体和交联剂必须是溶于有机溶剂的（前者至少20%，后者至少2%）8下列有关辉光放电的描述错误的是（ D ）A 二级电子在飞往阳极的过程中使气体碰撞电离，这也是辉光放电持续不灭当的原因。
B溅射离子来源于气体放电，主要是辉光放电。
C正常辉光放电时，阴极表面开始，依次为：阿斯通暗区、阴极光层、阴极暗区、负辉光区、法拉第暗区、正柱区、阳极暗区和阳极光层，其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。
D正柱区是大量电离区，产生大量的正离子，正离子与电子复合发光。
9 下列叙述中错误的是（ C ）A 自蔓延高温合成是利用原材料本身的热能来制备材料，反应迅速、产品纯度高。
B 与水热法相比，非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料范围大大扩大。
C 凝胶注模成型是通过调节PH值至等电点或增加悬浮体中的离子浓度使颗粒团聚而固化成型。
D 从热力学角度，多元合金比二元合金更容易形成非晶态。
10 （ C ）非晶态模型将所有原子看作紧密连接、难以压缩的刚性小球，它们在空间上无规则排列而致密堆积，没有空隙以容纳多余的原子。
A 微晶模型B 空间无规网络模型C 硬球无规密堆模型D 团簇密堆模型三、填空题（1分×26=26分）1 降温法和蒸发法是从溶液中生长晶体的常用方法，前者是通过控制来控制过饱和度，而后者则是通过控制来控制过饱和度。
2陶瓷制品的生产都要经过三个阶段：坯料制备、成型、烧结。
3 水热与溶剂热法中反应混合物占密闭反应釜空间的体积分数称，一般为。
4 连续薄膜的形成的三种机制是原子团的迁移、奥斯瓦尔多吞并过程和熔结过程。
5 区域法是一种通过移动熔化的悬浮区域来制备和提纯单晶的技术，主要分为水平区熔和悬浮区熔。
6 真空蒸镀的关键真空度和基片距离。
7Inoue等人提出得到块状非晶合金的三个实验规律：（1）合金要由 3个以上合金元素组成；（2）主元素之间要有12%以上的原子尺寸差；（3）元素之间要有大的负混合热。
8 溶胶-凝胶法常用的醇盐水解法的工艺流程,由金属醇盐水解成溶胶，陈化，干燥后得到干凝胶，然后烧结得产品。
9 凝胶注模成型是充分利用胶体的空间位阻稳定特性的原位凝固成型工艺，它首先将陶瓷粉料在有机溶剂中分散以制备高固相体积分散的浓悬浮体；直接注模成型通过调节PH值至等电点或增加悬浮体中的离子浓度使颗粒团聚而固化成型。
10薄膜的生长分为三种类型：岛状生长模式、和。
11影响CVD薄膜的主要参数是反应体系成分、温度、压力和气体组成。
12蒸发源的加热方式有电阻加热和电子束加热法。
13自蔓延高温合成SHS的工艺流程大致可归纳为、压制、装入容器、点火引燃和。
14离子熔盐：和无机阴离子组成的熔融液体，如二元和多元混合熔盐：LiCl－KCl、KCl－NaCl－AlCl3。
16 晶体生长理论模型主要有成核生长理论模型和螺旋位错生长理论模型。
四、简答题（23分）12 溅射的基本过程？溅射与蒸发的区别？( 6分 )溅射的基本过程：①自由电子被电场加速飞向阳极，与路遇的放电气体（通常是惰性气体——Ar气）碰撞，使之失去外层电子而电离，并释放出Ar+和自由电子（右图1）。
② Ar+受到电场加速飞向置于阴极的靶材，撞击出靶材原子，以及二次电子，使自由电子增加（右图2）。
③电子在飞行过程中，还可能与Ar+碰撞，使之恢复中性状态，但此过程中电子由激发态回去基态，需要放出能量，这部分能量以发射光子形式释放。
因有大量光子释出，放电形成的等离子体出现发光现象，这就是所谓的“辉光”放电。
蒸发：将材料加热汽化，蒸气分子获得的能量少，但成膜条件比较简单，沉积参数控制也较简单。
3化学气相沉积技术对原料的要求。
( 5分 )反应原料是气态或易于挥发成蒸气的液态或固态物质；反应易于生成所需要的沉积物而其中副产品保留在气相中排出或易于分离；整个操作较易于控制。
4简述凝胶注模成型的工艺过程。
( 6分 )五、论述题（8分）1。