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。
无机合成方法知识点
第一部分无机合成的基础知识知识点:溶剂的作用与分类例如:根据溶剂分子中所含的化学基团,溶剂可以分为水系溶剂和氨系溶剂根据溶剂亲质子性能的不同,可将溶剂分为碱性溶剂、酸性溶剂、两性溶剂和质子惰性溶剂。
例如:丙酮属于()溶剂:A 氨系溶剂 B 水系溶剂 C 酸性溶剂 D 无机溶剂进行无机合成,选择溶剂应遵循的原则:(1)使反应物在溶剂中充分溶解,形成均相溶液。
(2)反应产物不能同溶剂作用(3)使副反应最少(4)溶剂与产物易于分离(5)溶剂的纯度要高、粘度要小、挥发要低、易于回收、价廉、安全等试剂的等级及危险品的管理方法例如酒精属于()A 一级易燃液体试剂B二级易燃液体试剂C三级易燃液体试剂D四级易燃液体试剂真空的基本概念和获得真空的方法低温的获得及测量高温的获得及测量第二部分溶胶-凝胶合成溶胶-凝胶法:用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解/醇解、缩聚化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
金属醇盐是介于无机化合物和有机化合物之间的金属有机化合物的一部分,可用通式M(OR)n来表示。
M是价态为n的金属,R代表烷基。
*金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体*金属氢氧化物M(OH)n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。
*金属醇盐具有很强的反应活性,能与众多试剂发生化学反应,尤其是含有羟基的试剂。
例如:关于溶胶-凝胶合成法中常用的金属醇盐,以下说法错误的是(D )A金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体B金属醇盐可看作是金属氢氧化物M(OH)n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。
C金属醇盐具有很强的反应活性,能与众多试剂发生化学反应,尤其是含有羟基的试剂。
D 异丙醇铝不属于金属醇盐溶胶-凝胶合成法的应用溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法,在软化学合成中占有重要地位。
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。
无机合成化学复习总结完善版
无机合成化学复习总结完善版无机合成总体概括1~2章基础3~6 章常见的重要合成方法7~10 章合成对象★★ 第-章绪论无机合成化学的定义、研究内容、思想方法、问题定义:~又称无机制备,是研究无机物质和不同物态的合成原理、合成技术、合成方法及合成产物进行分离、提纯、鉴定和表征的一门科学。
研究内容:①方法: 极端条件下(超高温、超高压、等离子体、溅射、激光等)的合成方法、特殊合成方法(电化学合成、光化学合成、微波合成、生物合成等)、软化学与绿色化学合成方法②对象:典型无机化合物的合成、典型无机材料的合成、新材料的设计合成思想方法:开拓新的合成方法、元素的掺杂和置换、突破体系、体系杂化、学科交叉基本问题: 化学与反应规律问题,无机合成中的实验技术和方法问题,无机合成中的分离和纯化问题,无机合成中的结构鉴定和表征问题。
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;纳米粉体材料的制备★★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(吸附剂对气体混合物中各 组分的吸附能力差异) ②对象:液雾,固体微粒,水和杂质(氧、氮等)。
〔除水分〕,用沸石分子筛,其优点:吸水能力大,较稳定;即使在低水蒸汽压和 高温下,吸水能力都较好①因素:吸附容量越大越好;吸附速率越快越好;吸附后残留水蒸汽 压越小越好;再生能力,越易再生越好。
②原则:干燥过程中成分不要减少,不要引入新杂质。
无水无氧实验操作:①应用的条件:合成具有强还原性的特殊低价化合物对溶剂和气氛要求 特别高⑴无水无氧操作室(手套箱);② 装置:真空系统或手套箱或煦兰克装置。
:①质子溶剂-特点:能接受或提供质子,可自电离。
包括:碱性溶剂 :液氨;酸性溶剂:液体氟化氢、硫酸,超酸溶剂。
② 质子惰性溶剂a 惰性溶剂,基本不溶剂化不自电离;b.偶极质子惰性溶剂, 即极性高电离程度不大。
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。
无机合成化学复习总结完善版复习进程
无机合成化学复习总结完善版无机合成总体概括1~2章基础 3~6章常见的重要合成方法 7~10章合成对象★★第一章绪论无机合成化学的定义、研究内容、思想方法、问题定义:~又称无机制备,是研究无机物质和不同物态的合成原理、合成技术、合成方法及合成产物进行分离、提纯、鉴定和表征的一门科学。
研究内容: ①方法:经典合成方法、极端条件下(超高温、超高压、等离子体、溅射、激光等)的合成方法、特殊合成方法(电化学合成、光化学合成、微波合成、生物合成等)、软化学与绿色化学合成方法②对象:典型无机化合物的合成、典型无机材料的合成、新材料的设计合成思想方法:开拓新的合成方法、元素的掺杂和置换、突破体系、体系杂化、学科交叉基本问题:无机合成化学与反应规律问题,无机合成中的实验技术和方法问题,无机合成中的分离和纯化问题,无机合成中的结构鉴定和表征问题。
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;纳米粉体材料的制备。
★★第二章气体和溶剂气体和溶剂在合成中的作用:①气体:用作载气,保护气氛和燃料②溶剂:提供反应场所、改变化学平衡与速率、催化作用。
气体除杂净化的方法和对象:①净化方法:a.化学〔吸收〕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(吸附剂对气体混合物中各组分的吸附能力差异)②对象:液雾,固体微粒,水和杂质(氧、氮等)。
干燥〔除水分〕,用沸石分子筛,其优点: 吸水能力大,较稳定;即使在低水蒸汽压和高温下,吸水能力都较好选择干燥剂考虑①因素:吸附容量越大越好;吸附速率越快越好;吸附后残留水蒸汽压越小越好;再生能力,越易再生越好。
②原则:干燥过程中成分不要减少,不要引入新杂质。
无水无氧实验操作:①应用的条件: 合成具有强还原性的特殊低价化合物对溶剂和气氛要求特别高⑴无水无氧操作室(手套箱);②装置: 真空系统或手套箱或煦兰克装置。
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,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;20.无机合成中如何应用等离子体21.采用直流等离子体化学沉积法合成金刚石时,往往会有石墨析出;若在原料气中引入一定比例的氢气,则可以在很大程度上抑制石墨的析出;氢的作用机理是什么22.什么叫溅射合成法溅射合成法有哪些应用23.试述凝胶法生长晶体的基本原理,凝胶的作用是什么24.用水热法制备二氧化硅单晶的原理是什么写出其反应式和反应条件;25.简述SPS烧结法的原理与特点;26.解释纳米粒子吸收光谱蓝移和红移的原因;27.何谓非晶态材料其结构特征有哪些28.制备非晶态材料有哪些方法29.何谓色心其形成机理是什么30.色心有哪些制法其显色原理是什么31.氧化锌在加热分解时会产生哪些缺陷,写出其缺陷反应式,它是n型还是p型半导体32.掺杂有Sm3+离子的CdF2晶体是无色的绝缘体,为什么在500℃的镉蒸汽中加热几分钟后会变成深蓝色的半导体33. 作为固体电解质材料用的氧化锆,为什么要进行稳定化处理掺杂哪些物质可得到稳定化的氧化锆问答解释题解答:略;二、反应式题1. 完成下列制备配合物的反应:122432CoCl 6H O+NH Cl+NH +O →2227224K Cr O +H C O →2. 写出并配平下列反应:1210Mn (CO)与2I 共热;2在THF 中6Mo(CO)与KI 一起回流;35Fe(CO)与KOH 溶液反应;44Ni(CO)与3PCl 反应;3. 完成下列反应式:150060056C H +Mg −−−−−→℃℃22Co+CO+H −−→ 35Fe(CO)+Na −−→ 4-55Mn(CO)Br+Mn(CO)−−→ 52-+43Fe(CO)+H O −−→ 4. 完成下列反应式包括配平:12-+4MnO +H −−→ 2-+422MnO +H O +H −−→ 343NiSO +NH (aq)−−→ 42++3Mn +NaBiO +H −−→ 52-2-4273CrO Cr O CrO −−→−−→↓ 62623523[Co(H O)]Cl [Co(NH )(H O)]Cl −−→5. 写出下列情况中的主要反应方程式:1少量的碘化钾溶解于含有6mol·L -1HCl 的HIO 3溶液中2次磷酸钠加入到过量的酸性KMnO 4溶液中;3K 2FeO 4加入到过量的稀硝酸中;6. 写出并配平下列反应:1在氧气存在下以CN -沥取金属金;2AgI 跟硫代硫酸钠反应;3在过量吡啶存在下AgNO 3水溶液跟S 2O 82-反应;7.完成并配平下列反应:12Mo+F −−→ 22W+F −−→ 32Mo+Cl −−→ 42W+Cl −−→ 8. 完成下列反应:123MnO +KOH+KClO −−→热22-424[PdCl ]+C H −−→ 32-2-++444HPO +12MoO +NH +H −−→ 4以222CuCl (H O)为原料制备CuCl 25以Ag 2O 为原料制备Ag623Cr O +Al −−→ 7900Cu+HCl −−−→℃反应式答案:1. 解:1224323632464204[()]26CoCl H O NH Cl NH O Co NH Cl H O ⋅+++→+ 2 227224242222272[r()(H O)]6+3K Cr O H C O K C C O CO H O +→+2. 解:121025()2()Mn CO I Mn CO I +→2 56()()THF Mo CO I MoI CO CO --+−−−→+ 3 254232()3[()]H OFe CO KOH K HFe CO K CO H O +−−−→++ 4 4333i()()()]N CO PCl Ni PCl CO CO +−−→+ 3. 解:1500~6005655222+g ()g+H C C H M C H M ︒−−−−→↑ 2 110~1802420~35282()CMPa Co CO H HCo CO ︒++−−−−→ 3 524()2[()]Fe CO Na Na Fe CO CO +−−→+ 4 55210()()()Mn CO Br Mn CO Mn CO Br --+−−→+ 5 24342()()Fe CO H O HFe CO H O -+-+−−→+ 4. 解:1244223422MnO H MnO MnO H O -+-+−−→+↓+ 2 242222256258MnO H O H Mn O H O -++++−−→+↑+ 3 433646()[()]NiSO NH aq Ni NH SO +−−→ 4 4233225142575Mn NaBiO H MnO Bi H O Na ++-++++−−→+++5 22427222CrO H Cr O H O -+-+−−→+ 2273222Cr O H CrO H O -++−−→↓+ 6 2624322352322[()]282[()()]12Co H O Cl NH Cl NH H O Co NH H O Cl H O +++−−→+ 5. 解:13225633I IO H I H O --+++−−→+ 2 23243425412546H PO MnO H H PO Mn H O -++++−−→++3 234224204310FeO H Fe O H O -+++−−→+↑+ 6. 解:122248+24[()]+4Au KCN H O O K Au CN KOH ++−−→ 2 23232322[()]AgI S O Ag S O I ---+−−→+ 3 222842842832[()]2Ag py S O Ag py S O SO +--++−−→+7. 解:1263Mo F MoF +−−→ 2 263W F WF +−−→3 25252Mo Cl MoCl +−−→热4 263W Cl WCl +−−→热8. 解:123242363MnO KOH KClO K MnO KCl H O ++−−→++热2 2424324[][()]PdCl C H PdCl C H Cl ---+−−→+ 3 224444331042212323()[()]66HPO MoO NH H NH P Mo O H O H O --+++++−−→•+ 4 °15022222()2CHCl CuCl H O CuCl H O −−−→+ 5 2224Ag O Ag O ∆−−→+ 6 232322Cr O Al Cr Al O +−−→+ 7 °9002222C Cu HCl CuCl H +−−−→+ 三、简答题1. 下列反应在水和液氨中进行,结果有什么不同请解释原因;()2332BaCl 2AgNO 2AgCl Ba NO +=+2. 写出下列酸的共轭碱的化学式:aHCN, bHCO 3-, cN 2H 5+, d C 2H 5OH,eHNO 33. 写出下列碱的共轭酸的化学式:aHC 2H 3O 2, bHCO 3-, cC 5H 5N, d N 2H 5+,eOH -4. HAc 在下列哪种溶剂中的离解常数最大在哪种溶解中的离解常数最小,为什么1液氨;2液态氢氟酸; 3水5. 苯胺C 6H 5NH 2在水溶液中是一种弱碱,请给出一种溶剂,使苯胺在此溶剂中成为强碱;6. 有下列三种溶剂:液氨、醋酸和硫酸;a) 写出每种纯溶剂的离解方程式;b) 醋酸在液氨和硫酸溶剂中是以何种形式存在请写出方程式;c) 上述溶液相对于纯溶剂而言是酸性溶液还是碱性溶液7. 根据酸碱质子理论,已知酸碱反应:-+23HA+H O A +H O −−→←−− a) 指出该反应中的共轭酸碱对;b) 证明共轭酸碱对的酸常数Ka 和碱常数Kb 之积等于Kw ;8. 在冰醋酸溶剂中进行的反应+-2HCl+HAc H Ac +Cl −−→←−−的平衡常数为×10-9,醋酸自离解反应+-2HAc+HAc H Ac +Ac −−→←−−的离子积为×10-15;试计算含有×10-4mol·L -1HCl 的醋酸溶液中HCl,H 2Ac +,Cl -和Ac -的浓度;9. 一粉红色固体的实验式·5NH 3·H 2O,其溶液也呈粉红色,用AgNO 3溶液滴定时迅速生成3molAgCl 沉淀;粉红色固体受热失去1molH 2O,生成紫色固体,其中NH 3:Cl :Co 的比例不变;紫色固体溶解后,其溶液的摩尔电导值比粉红色溶液小,试推断画图粉红色和紫色两个八面体配合物的结构,并分别给以命名;10. 制备金属羰基化合物的一般途径是什么通常要用到哪些类型的反应物试举例说明;11. 氯化锗是一种无色发烟液体沸点84℃,通过蒸馏GeO 2的浓盐酸溶液可方便制得该液体;试设计一种方法,由氧化锗Ⅳ制取四乙基锗沸点161℃;12. 实验室中如何制备格式试剂举例说明格式试剂在合成化学中的应用;13. 双氮配合物中N2配体的伸缩振动频率一般比自由N2分子低100-300cm -1,最多可降低600cm -1;试予以解释;14. 什么事完美晶体和非完美晶体15. 请说明为何结晶固体一般在升高温度时会形成更多缺陷;16. 将新制得的暗绿色22CrCl 6H O 溶解于水中,当加入AgNO 3溶液时声称白色沉淀;沉淀过滤分离出去后,加热铝业又可析出AgCl 沉淀,为什么17. 从TiO2如何提炼出符合工程材料要求的纯金属钛18. 如何制备下列几种盐以金属Cu,Fe 及TiO 2,MnO 2和CrCl 2为起始原料:32Cu(NO ),42Ti(SO ),CuCl ,3FeCl ,3FeF ,42Cr(Ac)2H O ,2Mn(Ac)19. 以铜粉为原料,制备硫酸四胺合铜Ⅱ,并写出不走、现象、反应方程式和反应条件;20. 碘-131半衰期为天,有一样品开始放射性强度为,14天后杨平放射性强度为多少21. 合成纳米粒子有哪几种方法试各举一例;22. 简述超分子与配位聚合物的关系与区别;23. 简述溶胶-凝胶法制备纳米粒子的优缺点;简答题答案:1.解:略;2. 解:共轭碱是由酸失去一个质子而得到;aCN -,bCO 32-,cN 2H 4,dC 2H 5O -失去的是与电负性较大的氧相连的质子eNO 3-;3. 解:共轭酸是由碱获得一个质子而得到;aH 2C 2H 3O 2+,质子由羰基氧获得; bH 2CO 3和eH 2O,质子由氧获得;cC 5H 5NH +和dN 2H 62+,质子由4. 解:HAc 在液氨中的解离常数最大,在液态氢氟酸中的解离常数最小;因为液氨是碱性溶剂,结合质子的能力最强,使HAc 的解离程度最大;液态氢氟酸是酸性溶剂,并且酸性比水强,结合质子的能力最弱,使HAc 的解离程度最小;5. 解:很明显,这种溶剂的酸性应该比水的酸性强;醋酸的酸性比水强,在醋酸溶剂中苯胺成为强碱,还有许多其他酸性溶剂也具有这种作用;6. 解:13422+ NH NH NH +-−−→←−−2 醋酸在液氨中以Ac -形式存在:醋酸在24H SO 中以2H Ac +形式存在:3醋酸的液氨溶液是酸性溶液,因为生成了溶剂3NH 的特征阳离子4NH +;醋酸的硫酸溶液是碱性溶液,因为生成了溶剂24H SO 的特征阳离子4HSO -; 7. 解:1() HA A -共轭酸——(共轭碱)2 ++HA H A -−−→←−− a [][][]H A K HA +-= 8. 解:HAc 作为溶剂,其浓度可认为是一个不变的常数;由可得 +2{[][Cl ]}[]H Ac HCl K -=所以 +1/21/22[][Cl ]{[]}{()}H Ac K HCl K c HCl -===•=×10-9××10-41/2 mol ·L -1=×10-7 mol ·L -1Ac -=×10-15/H 2Ac + = ×10-15/×10-7 mol ·L -1=×10-9 mol ·L -1HCl= ×10-4 -×10-7 mol ·L -1 ≈×10-4 mol ·L -19. 解:粉红色固体用AgNO 3溶液滴定时迅速生成3molAgCl 沉淀,说明3个Cl -在外界,粉红色固体的化学式为CoNH 35H 2OCl 3,即三氯化五氨·一水合钴Ⅲ; 受热外界的1个Cl -进入内界占据所失水分子的配位位点,因此紫色固体的化学式为CoClNH 35Cl 2即二氯化一氯·五氨合钴Ⅲ;10. 解:二元金属羰基化合物的制备方法包括直接化合法、还原羰基化作用以及热或光分解1直接化合法金属直接与CO 作用°150283.5pa 2()8(g)()()C M Co s CO Co CO s +−−−→ 橙色固体,mp51℃ 2还原羰基化作用 还原剂有Na,Mg,Al 等活泼金属,三烷基铝R 3Al,CO+H 2和CO 等;金属源可以是金属盐,也可以是金属配合物;3热或光分解反应4两种金属的羰基化合物相互作用,可以制得异核羰基化合物11. 解:24242GeO HCl GeCl H O +−−→+ 84℃蒸馏得GeCl 4 42544254()4()Li C H GeCl LiCl Ge C H +−−→+ {161℃蒸馏得GeC 2H 54 }12. 解:实验室中通过卤代烷与金属镁在干燥乙醚中反应制备格氏试剂,通常需加入痕量碘作引发剂;格氏试剂是一种亲核试剂,在合成化学中有着广泛的应用;例如制备特殊羧酸:13. 解:N 2分子与金属M 之间的σ键使N 2分子内的成键电子密度减小,而形成反馈π键时又使N 2分子反键电子密度增大,大大降低N 2分子内的键级,因此双氮配合物中N 2配体的伸缩振动频率大大降低;14. 解:假定构成晶体的质点离子、原子和分子在三维空间严格按照一定的点阵结构,有规则、周期性地排列而成,晶体具有理想、完美的结构,称为完美晶体;热力学上规定:0K 时完美晶体的熵值为零;实际上,晶体中或多或少地存在各种缺陷,称为非完美晶体;15. 解:缺陷的出现能使固体由有序结构变为无序从而使熵值增加,缺陷的形成通常是吸热过程,根据G=H -TS,只要T>0,Gibbs 自由能G 在缺陷的某一浓度下将出现极小值,即缺陷会自发形成,而温度升高时G 的极小值向缺陷浓度更高的方向移动,这意味着温度升高有利于缺陷的形成;16. 解:326CrCl H O ⋅存在多种水合异构体,如263[()]Cr H O Cl ,2522[()]CrCl H O Cl H O ⋅,2242[()]2CrCl H O Cl H O ⋅;第一次加入AgNO 3时,可能发生反应:过滤后加热滤液,配合物会发生异构化,产生异构体262[()]Cr H O Cl +,这时再加入AgNO 3又有AgCl 沉淀产生;252[()]CrCl H O Cl 也发生类似反应;17. 解:第一步 由24TiO TiCl −−→,即 °50022422+2C TiO C Cl TiCl CO ++−−−→ 第二步 在大约800℃的温度下,用镁或钠在氩气氛中还原四氯化钛,制得纯金属钛;MgCl 2用真空升华法或水洗法除去;18. 解:CuNO 32的制备120℃ 真空42()Ti SO 的制备CuCl 的制备实验室 222()2[]CuCl Cu HCl H CuCl ++−−→浓 水稀释工业 °90021+2C Cu HCl CuCl H +−−−→ 3e F Cl 的制备3e F F 的制备 因为离子型氟化物保护层妨碍反应,难以用直接合成法得到3e F F ;常用交换反应制备: °5003332e e +2CF Cl ClF F F Cl +−−−→ 242r ()2C Ac H O •的制备 二价铬离子通常由Cr 3+还原得到,还原剂为Zn 或Zn —Hg;加醋酸生成242r ()2C Ac H O •沉淀可为与Zn 2+分离;2()Mn Ac 的制备 22224()++2MnO HCl MnCl Cl H O ∆+−−→浓 19. 解:1制备硫酸铜实验室方法:利用硝酸铜比硫酸铜大得多的溶解度,结晶析出硫酸铜425CuSO H O •;工业方法:224425O Cu S Cu S CuSO CuSO H O ∆∆+−−→−−→−−−→•重结晶粗或在铅塔中进行以下反应硫酸自塔顶流下,空气自下而上以氧化铜:2制备硫酸四氨合铜 将425CuSO H O •溶于浓氨水中,发生反应:向溶液中加入乙醇,析出蓝紫色结晶硫酸四氨合铜;20. 解:根据12ln 2t k =,112ln 2ln 20.0868.1k t -===天天; 又根据0ln()N kt N=,则14天后,碘—131的剩余量为0.086140000.30kt N N e N e N --⨯==⨯=,即其放射强度变为0.50.300.15mCi mCi ⨯=21. 解:1气相法 包括气体冷凝法、溅射法、化学气相沉积法等;例如,激光诱导CVD 法制备纳米SiC;以SiH 4和CH 4为原料,用连续输出的二氧化碳激光波长辐照原料气体,发生以下反应制得纳米SiC :2液相法 包括沉积法、喷雾法、水热法、溶胶—凝胶法等;例如,利用溶胶—凝胶法制备纳米ZnO 粉末;在乙酸锌的NaOH 溶液中加入少量乙二醇,加热至140℃时形成溶胶,该溶胶在120℃时静置24h 变成凝胶,经高温焙烧生成纳米ZnO 粉末;3固相法 包括低温粉碎法、超声波粉碎法、高能球磨法等;例如,用纯度高于99%的粉状石墨和粉状金属钽、铌或钨等配成原子比为M 50C 50M=Ta,Nb,W 的混合粉末,在氩气保护下置于120mL 的钢罐中,以球与粉质量比为18:1的WC 球半径:12mm 在行星式球磨机中进行高能球磨,经过110h 后得到粒径约为10 nm 的TaC,NbC 和WC;22. 解:两种以上的化学物种通过分子间作用力弱相互作用而形成的化合物称为超分子化合物,超分子结构中通常可划分出单个分子;当桥联配体通过配位作用与金属离子成键而形成具有一定聚合度一维、二维或三维的结构,则称为配位聚合物,这种结构中不存在单个的分子;23. 解:1化学均匀性好 由于溶胶—凝胶过程中,溶胶由溶液制得,故胶粒内及胶粒间化学成分完全一致;2高纯度 粉料制备过程中无需机械混合;3颗粒细 胶粒尺寸小于μm;4可容纳不溶性组分或不沉淀组分 不容性颗粒均匀地分散在含有不产生沉淀组分的溶液,经过胶凝化,不溶性组分可自然地固定在凝胶体系中;不溶性组分颗粒越细,体系化学均匀性越好;5烘干后的球形凝胶颗粒自身烧结温度低,但凝胶颗粒之间烧结性差,即体材料烧结性不好; 6干燥时收缩大;四、基本名词与概念题1.英汉互译主客体化学 Host-Guest Chemistry超酸 魔酸Super Acid Magic AcidCvd Chemical Vapor DepositionLP-CVD,HP-CVD,P-CVD,PE-CVD,L-CVD,MO-CVDMcvd Modified Chemical Vapor DepositionOvpoOutside Vapor-Phase Oxidation硬化学HARD CHEMISTRY软化学soft chemistry绿色化学green chemistry脱水反应dehydrolysis reaction嵌入反应intercalation reaction离子交换反应ion exchange reaction同晶置换反应isomorphous substitution分解反应decomposition氧化还原反应redox reaction溶胶-凝胶法sol-gel method自蔓延高温合成self-propagating high-temperature synthesis等静压合成isostatic pressing synthesis放电等离子烧结spark plasma sintering等离子活化烧结plasma activated sintering2.名词解释化学输运反应;经典合成种类;软化学;绿色化学;先驱物法合成;溶胶-凝胶法合成;拓扑化学反应类型;流变相反应;极端条件下合成类型;电化学合成;光化学合成;微波合成;生物合成法;过饱和度;溶液单晶生长法类型;配位化合物合成类型;考试题类型:1.英汉互译10分:10题2.名词解释10分:2-4题3.完成反应式与配平题40分:20题4.简答题与问答题20分:4-5题5.计算题20分:2题。
无机合成与制备化学一二章
1.2 无机合成化学与高新技术的关系
材料科学三大要素:制备、结构、性能
无机合成与高新技术的关系 ①原子能工业的发展推动了稀有元素的分离以及 放射性元素的研究。
②电子技术和半导体工业的发展促进了晶体材料 的制备和高纯物质的开发。
③光导纤维通信和超导科学的新成就给制造超纯物 质提出了新的要求。 ④宇宙航行,人造地球卫星→发展高能燃料/耐高温 材料。 ⑤纳米技术的出现,给合成超微细材料新的任务。
2.1 气体和溶剂在合成中的作用
气体: ①用作原料,参与化学反应 ②用作载气或保护气氛,或两者兼而有之 溶剂: 许多反应在溶剂中进行,选择适宜溶剂很重要。 一般有:水,酸,碱,醇,醚,CCl4,氯仿, DMSO,DMF,苯,丙酮,乙腈等。
④多种体系的结合已成为制备无机固体材料的重 要途径。 如:有机一无机杂化材料,有机一无机纳米复 合材料,沸石分子筛等 ⑤运用其它领域的研究成果用之于无机固体材料 的合成 如:结构研究成果、定向合成
1.5 无机化合物的表征
组成分析
1. 湿法化学分析:重量分析、容量分析(滴定分析) 2. 原子光谱法: ① AAS (atom absorption spectrometry) 原子吸收光谱法: 将溶液中的离子或分子转化为原子,原子吸收特征光 谱,吸收光强度A与原子浓度C符合朗格一比耳定律, 根据A=kC可测大多数金属元素和少数非金属元素 工作曲线如下图:
吡啶-2,6-二羧酸(H2DPA)
Na3Tb(PDA)3· 8H2O Band (cm1) Assignment Band (cm1)
H2PDA Assignment
3417, 3086
1627 1435 1375 1394
高考化学合成知识点
高考化学合成知识点化学合成是高中化学中一个重要的知识点,也是高考化学题型中常常涉及的内容。
通过对化学合成的学习,我们可以了解到许多有关化学物质的制备方法和反应机理,这对我们的学习和生活都有很大的帮助。
本文将从无机化学和有机化学两个方面来介绍高考化学中常见的合成知识点。
一、无机化学合成知识点1. 酸与碱的中和反应:当酸和碱按摩尔比反应时,生成相应的盐和水。
例如,硫酸和氢氧化钠在适当条件下反应生成硫酸钠和水。
2. 金属氧化物的合成:金属氧化物常通过金属的氧化反应来制备。
例如,通过将铜粉与氧气反应,可以得到黑色的氧化铜。
3. 盐的合成:盐通常是酸和碱反应生成的产物。
例如,氯化钠可以通过盐酸和氢氧化钠的反应制备。
4. 复分解反应:复分解反应是指一个化合物在适当的条件下分解成两个或更多不同的化合物。
例如,二氧化锰可以在高温条件下分解成二氧化锰和氧气。
二、有机化学合成知识点1. 醇和酸的酯化反应:醇和酸在酸催化下发生酯化反应。
例如,乙醇和乙酸在硫酸催化下反应可以生成乙酸乙酯。
2. 醛和醇的缩合反应:醛和醇可以发生缩合反应生成醚。
例如,乙醛和甲醇可以缩合生成甲基乙醚。
3. 烯烃和溴的加成反应:烯烃与溴在光照条件下发生加成反应。
例如,乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷。
4. 烷烃的卤代反应:烷烃与卤素在紫外光照射下发生取代反应。
例如,甲烷和溴反应可以得到溴甲烷。
在高考化学中,这些合成知识点通常会以反应方程式的形式出现在试题中。
因此,熟悉这些合成反应的反应条件和反应物的选择对于正确解题至关重要。
除了了解合成反应的相关知识点,还需要掌握常用的实验室技术和实验室设备的使用方法,比如蒸馏、萃取、结晶等。
这些实验技术是合成反应的关键步骤,做好实验操作可以提高实验成功率,并确保结果准确可靠。
综上所述,高考化学中的合成知识点在化学学习和高考中都具有重要的地位。
通过掌握这些知识点,我们可以更好地理解和应用化学知识,提高解题能力和实验操作水平。
无机合成化学复习题
《无机合成化学》复习题1. 为什么说合成化学是化学学科的核心,是化学家改造世界、创造社会财富的最有力的手段?2. 举例说明无机合成化学都有哪些热点领域。
3. 简述绿色合成化学的12条基本原则,找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。
4.化学热力学在无机合成中的起着什么样的重要的作用?5.为什么在Ellingham 图上CO2的斜率几乎为零,而CO的斜率为负值,其他大多数化合物的斜率为正值?6. 偶合反应在无机合成中应用的原理何在?请举例说明。
7. 实验室中,获得低温的方法或低温源装置有哪几种?各举一例。
8. 什么是金属陶瓷?有什么特殊性质?用在哪些方面?它们是如何在高温下制备的?9. 获得高温有哪些手段?高温合成技术有哪些广泛应用?10.何谓高温下的化学转移反应?它主要应用在无机合成的哪些试绘制转移反应实验装置原理示意图,指明如何根据反应热的符号选择不同区域温度的高低。
11. 写出用氢气还原WO3的各步方程式。
方面?什么是自蔓延高温合成?该法有什么特点?其关键技术是什么?12. 什么是超导体?超导体具有什么突出的性质?哪些元素是超导元素?13么是水热-溶剂热合成?该法有什么特点?有无不足?14. 水热-溶剂热合成都有哪些反应类型?有哪些广泛的应用?影响水热-溶剂热合成的因素有哪些?15. 无水无氧操作有哪几种具体技术?相比各有什么特点?16.何谓电解合成?无机化合物的电解合成有哪些其他合成方法所不及的优点?电解合成技术有哪些广泛应用?为何F2的电化学合成中要加入KF?17. 什么是等离子体?它有什么特点?有几种获得方法?高温、低温等离子体如何区分?等离子合成技术有哪些的广泛应用?18. CVD技术用于合成时具有哪些特点?CVD技术装置主要由哪几部分组成?CVD合成技术技术有哪些广泛应用?19. 溶胶-凝胶法与其他合成方法相比有哪些独特的优点?有哪些具体的应用?20. 分离和纯化的异同是什么?重结晶法分离技术对溶剂有哪些要求?21. 膜法分离技术相对于一般分离技术有哪些特点?膜分离技术在哪些领域有重要应用?。
无机合成考试资料
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:a.无机合成化学与反应规律问题b.无机合成中的实验技术与方法问题c.无机合成中的分离问题 d.无极合成中的结构鉴定和表征问题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。
还原剂的选择原则: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。
最新整理无机合成化学复习资料教学提纲
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。
第26章 无机合成化学简介
第二十六章无机合成化学简介一、简答题1.无机合成化学在国民经济的发展中有什么重要意义?2.无机合成化学包括哪些内容?3.试述制备单质的主要方法。
4.试述制备卤化物、硫化物、氮化物、碳化物、氧化物的主要方法。
5.获得高温、低温、高压、高真空的方法有哪些?各举三例。
6.什么是化学转移反应?什么是化学气相沉积?7.如何从矿石中制取纯化合物?什么是干法、湿法?各举例说明。
8.讨论化学污染的来源有哪些?怎样进行防治?参考答案1.无机合成化学与国民经济的发展息息相关,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,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。
2.无机合成化学又称制备无机化学,研究内容包括所有单质及化合物的制备原理,方法及实验技术。
3.制备单质主要有三种方法:(1)氢气还原氧化物:多价金属氧化物的还原是分段进行的,处于高价的氧化物在还原过程中,先形成低价氧化物,增加氢的浓度,再由低价氧化物还原到金属;(2)金属热还原反应:熔融状态下氧化物和金属之间进行反应;(3)电解法:活泼金属一般可以由熔融态化合物直接电解制备。
4.(1)制备卤化物的主要方法:①金属非金属直接卤化;②氧化物的卤化作用。
(2)制备硫化物的主要方法:①金属与非金属直接作用;②硫化氢与盐溶液作用。
(3)制备氮化物的主要方法:①单质与氮气或氨气直接作用;②氧化物、氯化物与氨作用。
(4)制备碳化物的主要方法:①金属、非金属直接与碳作用;②甲烷与金属、氧化物、氯化物作用。
(5)制备氧化物的主要方法:①空气中热分解;②惰性气氛中热分解。
5.(1)获得高温的方法:高温电阻炉,聚焦炉,闪光放电灯;(2)获得低温的方法:半导体制冷,三级脉管制冷机,绝热去磁;(3)获得高真空的方法:水泵,机械泵,扩散泵;(4)获得高压的方法:脉冲,直流,交流。
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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。
2.热爆技术:指在加热钟罩内对反应物进行加热,达到一定温度后,整个试样将同时出现燃烧反应,合成可在瞬间完成。
通常用来合成金属间化合物。
3.静高压:静压法是指利用外界机械加载压力的方式,通过缓慢逐渐施加负荷,挤压所研究的物体或试样,当其体积缩小时,就在物体或试样内部产生高压强。
4.动高压:动高压就是利用爆炸(核爆炸、火药爆炸等)、强放电等产生的冲击波,在μs~ps的瞬间以很高的速度作用到物体上,使物体内部压力达到几十GPa 以上,甚至几千GPa,同时伴随着骤然升温。
5.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。
6.水热热压:指在水热热压条件下,材料固化与复合材料的生成反应。
例如,放射性废料处理、特殊材料的固化成型、特种复合材料的制备。
7.单晶培养:指在高温高压水热-溶剂热条件下.从籽晶培养大单晶粒的反应。
8.电解合成:电解合成指通过电氧化或电还原过程,在水溶液、熔盐和非水溶液中的合成。
9.气凝胶:通常指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。
10.等离子体:是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质,是物质存在的第四态。
11.化学气相沉积:化学气相沉积是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技术。
12.化学合成反应:绝大多数沉积过程都涉及两种或多种气态反应物在一热衬底上相互反应,这类反应称为化学合成反应。
13.溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶,经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。
14.凝胶:凝胶(gel)是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网状骨架,骨架空隙中充有液体或气体,凝胶中分散相的含量很低,一般在1%~3%15.胶体:胶体(colloid)是一种分散相粒径很小的分散体系(1-100NM),分散相粒子的重力可以忽略,粒子之间的相互作用主要是短程作用力。
16.溶胶:溶胶(sol)是具有液体特征的胶体体系,分散的粒子是固体或者大分子,分散的粒子大小在1~1000nm。
17.溶剂萃取法:通过溶剂萃取把溶质从同一溶剂的其他组分中分离出来的方法,称为溶剂萃取法。
18.膜分离:是利用天然或人工制备的具有选择透过性膜, 以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。
三.简答题1.软化学法具备哪些特点?①不需用高纯金属作原料;②制得的合金是有一定颗粒度的粉末,不需在使用时再磨碎;③产品本身具有高活性;④产品具有良好的表面性质和优良的吸放氢性能;⑤合成方法简单;⑥有可能降低成本;⑦为废旧储氢合金的回收再生开辟了新途径。
2.绿色化学的主要特点是什么?①充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;②在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;③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”;④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。
3.什么是耦合反应,它具有什么特点?1)当反应A的△G>0,从热力学观点来看,该反应基本上不能进行。
但是如果再合并另一个反应B,反应B又符合下面两个条件:①反应B能把反应A中不需要的产物消耗掉;②反应B的△Gθ为很大的负值,能使总反应的△Gθ=△GθA+△GθB<0,于是原来单独不能自发进行的反应A,在B的帮助下,合并在一起的总反应就可以进行了。
2)特点:A的△G>0,反应B能把反应A中不需要的产物消耗掉;②反应B 的△Gθ为很大的负值,能使总反应的△Gθ=△GθA+△GθB<0。
4.Fe-H20体系包佩克斯图涉及的电化学反应?5.利用Cu-H20体系包佩克斯图中,电极电压对电化学反应的影响?6.分析尖晶石型MgAl204高温合成的Wagner机理,注意其中的化学反应方程式?7.水热-溶剂热合成的特点、缺点和操作程序?特点:⑴水热-溶剂热条件下,由于反应物处于临界状态,反应活性会有大大提高,有可能代替固相反应以及难于进行的合成反应;⑵在水热-溶剂热条件下中间态、介稳态及特殊物相易于生成,可用于特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物;⑶能够使低熔点化合物、高蒸气压且不能在融体中生成的物质、高温分解相在此条件下晶化生成;⑷有利于生长极少缺陷、取向好、完美的晶体,且合成产物结晶度高以及易于控制产物晶体的粒度;⑸易于反应的环境气氛,有利于低价态、中间价态与特殊价态化台物的生成,并能均匀地进行掺杂。
缺点:⑴由于反应在密闭容器中进行,无法观察生长过程,不直观,难以说明反应机理;⑵设备要求高(耐高温高压的钢材,耐腐蚀的内衬)、技术难度大(温压控制严格)、成本高;⑶安全性能差(我国已有实验室发生“炮弹”冲透楼顶的事故)。
操作程序:选择反应物料-确定合成配方-配料序摸索、混料搅拌-装釜、封釜-摸索反应温度时间、状态(常指晶化)-取釜、冷却-开釜取样-过滤、干燥-光学显微镜下观察晶貌和粒度分布-粉末射线物相分析-挑适合测定大小的晶粒做单晶衍射分析。
8.等离子体的主要特点:①具有正、负离子,可作为中间反应介质,特别是处于激发状态的高能离子或原子,可促使很多化学反应发生;②由于任何气态物质均能形成等离子体,因此很容易调整反应系统气氛,通过对等离子介质的选择可获得氧化气氛、还原气氛或中性气氛;③本身是一种良导体,能利用磁场控制等离子体的分布和运动,有利于化工过程的控制;④热等离子体提供了一个能量集中、温度很高的反应环境,温度为104~105℃的热等离子体是目前地球上温度最高的可用热源,不仅可以用来大幅度地提高反应速率,而且可借以产生常温条件下不可能发生的化学反应。
9.CVD技术的特点:①淀积反应如在气固界面上发生,则淀积物将按照原有固态基底(又称衬底)的形状包覆一层薄膜。
②可以得到单一的无机合成物质,可作为原材料制备。
③可以得到各种特定形状的游离沉积物器具。
④可以沉积生成晶体或纫粉状物质。
10.溶胶-凝胶法的特点:①由于溶胶-凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低黏度的溶液,因此,可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性,在形成凝胶时,反应物之间很可能是在分子水平上均匀地混合。
②由于经过溶液反应步骤,因此很容易均匀定量地掺入一些微量元素,实现分子水平上的均匀掺杂。
③与固相反应相比,化学反应将容易进行,而且仅需要较低的合成温度,一般认为溶胶-凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内,而固相反应时组分扩散是在微米范围内,因此反应容易进行,温度较低。
④选择合适的条件可以制备各种新型材料。
11.重结晶溶剂的特点:①溶剂对被纯化物高温时有较高溶解性,低温时溶解性较差;②重结晶后能得到的固体晶型较好(绝不是晶体越大越好);③对杂质有很好的溶解性或基本不溶解;④重结晶后溶剂应能很容易从被纯化物中移除;⑤溶剂不能和被提纯物质发生反应;⑥溶剂不能是不易挥发的或燃点太高的有机溶剂(如二乙醚和二硫化碳等)。
12.分子蒸馏的特点:①只要冷热两个面之间达到足够的温度差,就可以在任何温度下进行分离,因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点。
②分子蒸`馏是液膜表面的自由蒸发,操作压力很低,一般为0.1~1Pa数量级;受热时间很短,用心整理的精品word文档,下载即可编辑!!一般仅为十秒至几十秒。
③由于从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,理论上没有返回到加热面的可能性,因此分子蒸馏没有不易分离的物质。
特别适用高沸点、相对分子质量差异较大、热稳定性差的有机混合液体的分离。
13.离子交换树脂的交换原理:交换是以被分离物种在离子交换树脂固体表面与水溶液之间的平衡为基础。