无机合成课后习题
无机习题课习题答案
一、单项选择题(共15分,每小题3分)1. 关于五氯化磷 (PCl 5),下列说法中不正确的是……………………………………( C )(A) 它由氯与PCl 3反应制得(B) 它容易水解生成磷酸(H 3PO 4)(C) 它在气态时很稳定(D) 它的固体状态是结构式为[PCl 4+][PCl 6-]的晶体2. 下面叙述正确的是……………………………………………………………… ( D )(A) Fe (H 2O)4(C 2O 4)+的配位数为5(B) 产生d-d 跃迁光谱时,Co(CN)63-与Co(NH )363+相比较,前者将吸收波长较长的光 (C) s 轨道和p 轨道在八面体场中发生分裂(D) 在四面体和八面体场中,d 2型离子配合物不存在高低自旋之分3. 下列物质中具有顺磁性的是………………………………………………………… ( D )(A) Cu + (B) N 2 (C)Fe(CN)64-(D)O 2+4.用煤气灯火焰加热硝酸盐时,可分解为金属氧化物、二氧化氮和氧气的是………( B )(A) 硝酸钠 (B) 硝酸锂 (C) 硝酸银 (D) 硝酸铯5.下列配离子属于反磁性的是…………………………………………………………( D )(A) [Mn(CN)6]4 (B) [Cu(en)2]2+(C) [Fe(CN)6]3 (D) [Co(CN)6]3二、填空题 (50分)1.(4分) 由碳或硅形成的化合物中,碳原子间能以单键、双键、叁键结合,而硅原子间很难以双键结合,其原因是________________________________________________________。
C 原子半径较小而电负性较大易形成稳定的单键及 键;Si 原子半径较大而电负性较小难形成 键进而构成复键。
2. (8分) 在CuSO 4和HgCl 2溶液中各加入适量KI 溶液,将分别产生_______________________和__________________;使后者进一步与KI 溶液作用,最后会因生成_______________而溶解,相应的化学方程式为____________________________________________________。
无机合成化学简明教程课后习题参考问题详解
第一章概论1现代无机合成的容和方法与旧时代相比有哪些变化?答:2为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的标志?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破”,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、瓷,涂料工业中使用的大量无机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。
3.为什么说合成化学是化学学科的核心,是化学家改造世界、创造社会財富的最有力的手段?答:作为化学学科中当之无愧的核心,合成化学已成为化学家改造世界创造未来最有力的工具。
合成化学领域的每一次进步都会带动产业的一次革命。
发展合成化学,不断创造和开发新的物种,不仅是研究结构、性能及其相互关系,揭示新的规律与原理的基础,也成为推动化学学科与相关学科发展的主要动力。
4您能举出几种由p区元素合成的无机材料吗?碳纳米管、5为什么从某种意义上讲,合成化学的发展史就是化学的发展史?6.无机合成有哪些热点领域?(1)特种结构无机材料的制备(2)软化学合成(3)极端条件下的合成(4)无机功能材料的制备(5)特殊聚集态材料的合成(6)特种功能材料的分子设计(7)仿生合成(8)纳米粉体材料的制备(9)组合化学(10)绿色化学。
7.什么是极端条件下的合成?能否举一例说明。
极端条件是指极限情况,即超高温、超高压、超真空及接近绝对零度、强磁场与电场、激光等离子体等。
例如,在模拟宇宙空间的情况下,可能合成出没有位错的高纯度品体。
8查阅文献,找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。
9何谓软化学合成方法?与所谓的“硬化学法”相比有什么特点?软化学是相对于硬化学而言的。
它是指在较温和条件下实现的化学反应过程。
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第二章低温合成1温度与物性有怎样的关系?什么是物质的第五态?温度与物性的关系:对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加。
现代无机合成与催化应用课后题
无机合成与催化应用课后题1.什么是无机合成?无机合成是研究无机物质及其不同物态的合成原理、合成技术、合成方法及对合成产物进行分离提纯及鉴定和表征的一门科学。
2.无机合成研究的主要内容(或基本问题)是什么?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;无机合成中的分离与纯化问题;无机合成中的结构鉴定和表征问题。
3.什么是材料?材料与化学物质的区别是什么?材料是指人类社会可以接受、能够经济地制造有用物品、器件、构件、机器或其他产品的物质,一般为固态物质。
4.材料科学与工程的四要素及其内在关系是什么?性能是确定材料用途的依据,并且最终将影响到材料的使用效能。
使用效能是材料研究的出发点,也是材料科学与工程所追求的最终目标,在很大程度上代表这一学科的发展水平。
材料的组成与结构一方面是特定的合成与制备条件的产物,另一方面又是决定材料性能与使用效能的内在因素,在材料科学与工程四要素中占有独特的承前启后的地位。
了解材料的组成与结构及它们同合成与制备之间、性能与使用效能之间的内在联系,是材料科学与工程的基本研究内容。
合成与制备是开发新材料、新器件的中心环节,也是提高材料质量、降低生产成本和提高经济效益的关键。
在材料科学与工程中合成与制备是最为基本和关键的要素。
5.按照组成结构特点,材料可以分为哪几类?金属材料;无机非金属材料(无机材料);有机高分子材料;复合材料。
6.什么是晶体缺陷?晶体缺陷有哪几种类型?品体缺陷对晶体性质有何影响?实际晶体中偏离理想完整点阵的部位或结构。
点线面体电子缺陷。
品体缺陷对晶体的光学、电学、磁学、热学、声学等物理性质及化学活性等有明显的影响。
7.经X射线晶体测定TiO和VO的晶胞边长,理论计算两晶体的密度分别为5.81g/cm3和6.49g/cm3;通过体积和质量实际测得该两晶体的密度分别为4.92g/cm3和5.92g/cm3。
试根据以上数据推断TiO和VO中具有肖特基缺陷还是具有弗伦克尔缺陷?8.什么是非晶体?非晶体的结构特征是什么?粒子在三维空间的排列呈现杂乱无序状态,即短程(几百pm范围内)有序、长程无序的固体统称为非品体,也称为无定形体或玻璃体。
无机合成课后习题
第一章习题:1.现代无机合成的内容和方法与旧时代相比有哪些变化?2。
为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的标志?3.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?4.您能举出几种由p区元素合成的无机材料吗?5。
为什么从某种意义上讲,合成化学的发展史就是化学的发展史?6。
您或您的朋友的研究课题属于无机合成领域?如果是,属于哪个热点领域?举例说。
7. 什么是极端条件下的合成?能否举一例说明。
8. 查阅文献,找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。
9。
何谓软化学合成方法?与所谓的“硬化学法"相比有什么特点?10.在研究工作中,您最喜欢利用哪种工具查阅化合物的合成方法?第二章习题:1。
化学热力学在无机合成中的起着什么样的重要的作用?2。
Bartlett是怎样从吉布斯-亥姆霍兹方程分,确立稀有气体第一个化合物制备的热力学根据?3。
Ellingham 图建立的依据是什么?4。
查阅Ellingham 图,看MnO被C还原为金属的最低温度是多少?写出该温度下的总反应方程式。
5。
偶合反应在无机合成中应用的原理何在?请举例说明。
6. 10。
Pourbaix图(pH-E)的实质是什么?它都有哪些方面的应用?第三章习题:1。
温度与物性有怎样的关系?什么是物质的第五态?2。
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.3。
为什么任何碱金属与液氨反应后溶液都具有同一吸收波长的蓝光?核心物种是什么?如何证明?4. 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?5。
获得高温有哪些手段?高温合成技术有哪些广泛应用?6。
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方面?7.什么是等离子体超高温合成?它主要有哪些方面的用途?8.什么是自蔓延高温合成?该法有什么特点?其关键技术是什么?9.从物理化学原理说明高温高压合成的机理。
10.什么是超导体?超导体具有什么突出的性质?哪些元素是超导元素?第四章习题1.什么是水热—溶剂热合成?该法有什么特点?有无不足?2。
无机课后习题答案12-17、20
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO+4H2O (4)实验室制备 NO2 的反应为: Cu+4HNO3==Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
12.3 解:N2 分子中氮氮三键键能很大,不易参加反应;而 NH3 分子中的 N—H 键则键能较小,易 断裂参加反应,故常作为制备含氮化合物的原料。
市售硝酸的百分比浓度为:68%;密度为:1.4g/cm-3;;体积摩尔浓度为:15.1mol/cm-3。市售 磷酸的百分比浓度为:85%密度为 1.6g/cm-3; 体积摩尔浓度为:13.9mol/cm-3。 12.25 解:向 SbCl5 溶液中通入 H2S 时,伴随 Sb2S5 的生成,溶液的酸度提高,Sb5+氧化能力提高而 与 H2S 发生氧化还原反应,有 Sb2S3 和 S 沉淀生成。 2Sb5++5H2S==Sb2S5+10H+ 2Sb5++5H2S==Sb2S3+2S+10H+ 若制较纯的 Sb2S5,应在碱性条件下先得到 SbS43-,再小心加入稀酸即可。 2Sb5++5S2-==Sb2S5 Sb2S5+3S2-==2SbS432SbS43-+6H+==Sb2S5+3H2S 12.26 解:Sb2S3 是两性氧化物,故可以和碱性氧化物反应。反应方程式为: 3Na2S+Sb2S3==2Na3SbS5 而 Bi2S3 没有酸性,不溶于碱金属硫化物中。 Sb2S3 具有还原性,它们可以和具有氧化性的多硫化物反应生成硫代锑酸盐,方程式为: Sb2S3+(NH4)2S2==(NH4)2SbS4 由于 Bi2S3 中 Bi(III)的还原性极若,故不和多硫化物反应。 12.27 解:并不矛盾。碱性条件下:E(AsO43-/AsO2-)=-0.68V,E(I2/I-)=0.5355V,故碘单质可以
无机合成课后习题答案
无机合成课后习题答案无机合成课后习题答案无机合成是化学领域中一项重要的研究内容,它涉及到无机化合物的合成方法、反应机理以及应用等方面。
在学习无机合成的过程中,课后习题是一种常见的学习方式,可以帮助学生巩固所学的知识。
本文将针对几个常见的无机合成课后习题给出详细的解答,帮助读者更好地理解无机合成的原理和方法。
1. 请列举一些常见的无机合成方法,并简要描述其原理。
常见的无机合成方法包括溶液法、固相法和气相法等。
其中,溶液法是最常用的无机合成方法之一。
它的原理是通过将反应物溶解在适当的溶剂中,使其发生反应并生成所需的产物。
溶液法可以分为水热法、溶胶-凝胶法等多种类型。
水热法是指在高温高压的条件下,利用水的特殊性质促使反应物发生反应。
溶胶-凝胶法则是通过溶胶的形成和凝胶的固化来实现无机合成。
固相法是指将反应物直接固相混合,通过加热使其发生反应。
这种方法适用于高温下反应速度较快的反应。
固相法常用于合成无机材料、陶瓷材料等。
气相法是指通过气态反应物在高温下发生反应,生成所需的产物。
这种方法适用于高温下反应速度较慢的反应。
气相法常用于合成金属氧化物、金属卤化物等。
2. 请解释下面反应方程式中的符号和化学意义:2Na + Cl2 → 2NaCl在这个反应方程式中,Na代表钠,Cl2代表氯气,NaCl代表氯化钠。
反应方程式表明,在反应中,2个钠原子与1个氯气分子发生反应,生成2个氯化钠分子。
3. 请给出以下化合物的合成路线:(1) 氧化铁(III)(Fe2O3)氧化铁(III)可以通过固相法合成。
将适量的铁粉与氧气在高温下反应,即可生成氧化铁(III)。
(2) 硝酸银(AgNO3)硝酸银可以通过溶液法合成。
将适量的银氧化物与硝酸反应,生成硝酸银。
4. 请解释下面反应中的术语:2H2 + O2 → 2H2O在这个反应中,2H2代表2个氢气分子,O2代表1个氧气分子,2H2O代表2个水分子。
反应方程式表明,在反应中,2个氢气分子与1个氧气分子发生反应,生成2个水分子。
无机合成思考题答案总汇
受到的压力进行定标。物质相变点定标测压法; 红宝石红移效应定标测
压法; 晶格常数定标测压法
思考题
➢ 什么是真空度?真空度是如何划分的?
真空指低于大气压的状态。真空度真空状态下气体的稀薄程度。粗真空:105 ~ 103 Pa ;低真空:103 ~ 10-1 Pa;高真空:10-1 ~ 10-6 Pa;超高真空:10-6 ~ 10 12 Pa;极高真空:< 10-12 Pa ➢ 真空度的测量方法有哪些? 麦氏真空规;热偶真空规; 热阴极电离真空规;冷阴极磁控规 ➢ 热偶规、电离规的工作原理是什么?
思考题
➢ 无机材料的分析表征包括哪几个方面的内容?
材料化学组成,结构,显微结构研究材料性能研究
➢ 扫描电镜与透射电镜的工作特点与应用领域有何异同?
二次电子,样品的表面形貌 背散射电子,材料的局部织构
➢ MnCO3热分解曲线如右图所示。
试分析TGA曲线上每一阶段和DTA曲 线上每个峰对应的热分解过程,写出
应。
➢ 什么是超酸?什么是酸度函数?
将强度超过100%H2SO4的一个酸或酸性介质称作强酸(或超强酸),把SbF5HSO3F称作魔酸。 强酸的酸度可以通过一种与强酸反应的弱碱指示剂的质子化程度来表示
➢ 下列反应在水和液氨中进行,结果有什么不同?试解释之。
BaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Ba(NO3)2
思考题
➢ 什么是固相反应?固相反应的基本类型有哪些? 固相反应是指那些有固体物质参加的反应。反应产物之一是固态的反应就称为固 相合成。单种固态物质的反应,固态和气态物质参加的反应,固态和液态物质之 间的反应,两种以上固态物质之间的反应,固态物质表面上的反应 ➢ 固相中扩散的驱动力是什么?能否出现由低浓度区向高浓度区扩散的现象? 固相中扩散的驱动力在于原子总是从高化学势区向低化学势区迁移。由于在多 数情况下,浓度梯度与化学势梯度一致,因此通常原子都是从高浓度区向低浓度 区扩散。但也可能存在例外,如碳在(Fe-Si)钢中的山坡扩散。 ➢ 在固相反应中降低合成反应温度的方法与措施是什么? 溶胶-凝胶合成方法,燃烧方法,前体制备方法,水热方法
无机合成参考题
无机合成参考题无机合成化学参考题1.进行无机合成时,选择溶剂应遵循什么样的原则答:有利于反应进行对人毒性较小对环境污染小不是很贵2.分子筛可以用于纯化与催化反应的原理是什么答:原理:分子筛中有均匀的空隙结构当物质大小与分子筛空隙大小相近时就会透过分子筛进而阻挡一部分物质,达到纯化的目的;分子筛中有许许多多的空腔,空腔内又有许多直径相同的微孔相连,这些微孔能将极性不同,沸点不同,饱和程度不同的分子分离开来就可以达到纯化的作用;分子筛经过质子交换处理后,表面具有丰富的质子酸位,可以在酸催化反应中可以提供很高的催化活性,其孔道结构形成选择性也可催化炼油反应;3.以1 : 1摩尔比的MgO和Al2O3的混合物反应生成尖晶石为例来讨论固体反应过程的影响因素;并解释为什么在实际实验中反应生成两界面以1 : 的比例移动4.精细陶瓷与传统陶瓷有什么区别答:原料:前者使用粘土为主要原料,后者则使用可以在化学组成、形态、粒度和分布精确控制的氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物等为主要原料;成分:前者由粘土产地决定,后者因为是纯化合物由人工配比决定;定制工艺:前者主要是手工来制坯,上釉工艺,以炉窑来生产,后者主要用等静压,注射成型和气相沉积来获得相对精确的和较大密度的坯体,以真空烧结等先进烧结手段;性能:前者主要用来观赏,生活使用,后者则具有高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘以及在磁、电、光、声、生物工程各方面具有的特殊功能在高温机械等领域得到广泛的应用;5.什么叫水热与溶剂热合成,影响水热反应的因素有哪些答:概念:水热与溶剂热合成指在一定温度下100—1000°C和压强1-100MPa条件下利用溶液中物质化学反应来合成材料,重点研究高温和密闭或高压条件下溶液中的化学行为与规律一般在特定类型的密闭容器活高压釜中进行的一类有效的合成方法;影响因素:溶液中的溶剂种类,如水或者非水反应物本身性质温度一般是较低温度压力,pH等反应时间,添加剂,6.溶胶—凝胶合成的原理是什么该合成方法有哪些特点答:原理:一般以无机物或者金属醇盐做前驱体,在液相将这些原料均匀混合,并进行水解,缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经过陈化,胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,形成凝胶,再经过干燥,烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料;特点:优点:因为起始原料首先被分散在溶剂中形成低粘度溶液所以可以均匀混合得到均匀的材料所制备的原料具有较高的纯度材料组成组分较好控制反应时温度比较低具有流变特性可以控制孔隙度缺点:原料成本较高存在残留小空洞较长反应时间有机溶剂对人有一定的危害性7.离子液体的含义,与传统溶剂相比有哪些优点答:含义:指没有电中心且100%有阴离子和阳离子组成,室温下为液体的物质;优点:有着优异的化学和热力学稳定性,较宽的温度范围,对有机及无机化合物有很好的溶解性,室温下几乎没有蒸汽压,具有良好的导电性,较高的离子迁移和扩散速度,不燃烧,是一种强极性,低配位能力的溶剂;与传统有机溶剂比是一种“绿色溶剂”;8.固,液相反应的主要区别答:固相是非均相的反应,物质之间是直接接触进行反应,反应温度一般低于系统的共熔温度,反应较慢,工艺较简单选择性高;反应分子距离较大;液相反应则是均相反应,反应物质在溶剂中相互作用,溶剂效应,盐效应等物理作用;9.无机膜分离的原理是什么制备无机膜的方法有哪些答:原理:膜两边的物质粒子由于尺寸大小的差异、扩散系数的差异或溶解度的差异等等,在一定的压力差、浓度差、电位差或电化学位差的驱动下发生传质过程,由于传质速率的不同因而造成选择性透过,导致混合物的分离;方法:固态粒子烧结法:无机粉料分散在溶剂中形成悬浮液然后制成有湿粉堆积的膜层,燥和高温焙烧最后得出;溶胶-凝胶法:以金属醇盐及其化合物为原料,在一定条件下进行水解-缩聚反应成凝胶,在干燥,热处理得到材料;相分离法:使用三元相图经温度热处理形成两厢,然后用侵蚀的方法即可得到另一相;化学蒸汽沉积法:是成膜物质以气态进行化学反应,从而在载体上沉积下来;合成法:在多孔载体的孔口合成分子筛膜;10.什么是自蔓延高温合成SHS,关键技术有哪些该方法有什么优点答:概念:利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导做用来合成材料的一种合成方法;关键技术:制备技术,分为化合法和还原化合法烧结技术,指在燃烧中发生固相烧结致密化技术,包含加压法,挤压法,等静法熔铸技术利用高热性反应物来制备超过产物熔点的燃烧温度焊接技术:在两块材料之间填进合适的燃料进行反应图层技术:熔铸涂层,气相传输涂层优点:节省时间,能源利用充分、设备,工艺简单、产品纯度高产量高、可以很快用于工业生产、能产生新产品11.熔盐有哪些特性熔盐在无机合成中有哪些主要应用答:特征:离子熔体具有很高的导电性使用温度范围比较广泛,较高的热稳定性较低的蒸汽压对物质有较高的溶解能力较大的热容量和热传导值具有化学稳定性主要应用:金属Nd和Nd-Fe合金的制造半导体的制备制造高温超导体单晶及铌酸锂单晶12.试从材料结构方面比较测量纳米材料的XRD小角度XRD与一般块材XRD较高角度的差异在哪里13.铜铬黑CuCr2O4是一种性能优异的无机颜料,先欲获得高质量的铜铬黑粉末,请给出合理的实验方案并说明理由;答:实验方案:采用均匀沉淀法;以尿素为沉淀剂,将硝酸铜硝酸铬加入混合溶液然后沉淀出前驱体,接着抽滤,洗涤,干燥,煅烧成成品;理由:此方法可以使得反应物充分混合,且达到分子级或原子级的混合,使得反应进行比较完全,而且由于这种方法中的缑构晶离子是缓慢的释放出来所以粒子的生长速度可以方便的控制,从而制备的粉体粒度均匀分散性好;14.什么是冷冻干燥法其原理是什么给出一个无机合成的实例,并指出其优缺点;答:概念:将含水物料冷冻懂啊冰点以下,使水转变为冰,然后再较高真空下使冰升华的干燥方法,原理:主要是在水的相律作用下让其冷却升华干燥;实例:制备纳米TiO2多孔材料评价:优点:设备简单,安全性高,成品热稳定性好,热耗较少,缺点:操作关键点不易控制;15.化学热力学,化学动力学以及物质结构等理论对无机合成起怎样的作用请通过具体实例说明;答:化学热力学,主要研究化学反应方向和反应进行程度;如在无机合成中可以判断从理论上反应能否进行;化学动力学,主要研究物质性质随时间变化的非平衡的动态体系;在无机合成中可以加快或减缓反应速率;物质结构理论,主要研究物质组成以及与物质性质的关系;在无机合成中可以指导我们得到物质性质要从组成物质的微观粒子入手;16.高温合成反应实验室中获得高温的方法有哪些答:方法:电阻炉,发热材料有石墨,金属,氧化物等发热材料感应炉,主要是通过感应线圈来涡流发热电弧炉,利用电极电弧产生的高温17.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:类型:热分解反应,化学合成,化学输运反应要求:在沉积温度下反应物应保证足够的压力,除需要的沉积物外,其他反应物应是挥发性的,沉积薄膜本身必须具有足够的蒸汽压;18.微波的概念,微波加热有什么特别之处答:概念:微波指波长足够短,能在发射和接收过程中实际应用波导和谐振技术的电磁波,波长范围为1-1000mm之间;特点:及时性,加热迅速整体性,微波穿透力强选择性,微波只可加热部分材料能量利用高效性,安全无污染,具有杀菌能力19.高压合成反应中获得高压的方法高压合成有哪些优点答:方法:利用外界机械加载方式来获得、利用爆炸来获得优点:合成迅速拓宽了现有物质的相空间可以更快更准确的优化物质性质20.影响晶体生长的外部因素有哪些如何影响答:影响因素:涡流,会使溶液物质供给不均匀,导致形态特征不同温度,生长速度的差异导致形状不同杂质,改变晶体上不同面网表面能,影响晶体形态粘度,粘度增大减少涡流,晶体结晶规则结晶速度,速度快成针状且易引入杂志21.纳米粒子有哪些特性如何防止纳米粒子的团聚答:特性:小尺寸效应,非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小,导致声,光等特性出现小尺寸效应表面效应,表面能较高,会使颗粒表面原子数相对增多从而使这些表面原子有较高活性且极不稳定;量子尺寸效应,随着尺寸的减小导致费米能级附近的电子能级有连续变为离散能级,导致纳米晶体材料的光,热等有着显着不同宏观量子隧道效应22.简述低温固相反应的过程及影响因素有哪些答:过程:具有四个过程即扩散-反应-成核-产物结晶粒生长;影响因素:反应物颗粒细度,反应温度,是否添加催化剂,研磨时间等;23.请谈一谈什么是非晶态材料,以及其主要制备方法及应用;答:非晶态材料:是亚稳材料中的一个重要分支,一般通过急冷方式得到,真实的固体且具有固态的基本属性;内部原子排列是及其无序且没有周期性,又称为金属玻璃;主要制备方法:熔液急冷法,熔液碰到金属冷表面而快速凝固;乳化液滴法,可以提高过冷度进而加快冷却速度;固态反应法,利用不同金属固态互相扩散反应来制备非晶材料;主要应用:非晶材料有着很好的各种性能和磁性;主要有非晶催化材料,非晶结构材料, 非晶耐蚀合金;24.在高压下无机化合物会发生哪些变化高压在合成中的作用;答:变化:一种是产物组成成分保持不变,发生了晶体结构的多型相转变,形成了新相物质一种是某种物质体系发生了元素间或不同物质间的化合形成了新化合物,新物质;作用:可以提高反应速率和产物转化率,降低合成温度,缩短合成时间较容易获得单相物质,可以提高结晶度增加物质密度,对称性,配位数的作用一定条件下,促进化合物的分解25.什么是等离子体它有什么特点有几种获得方法等离子合成技术有哪些广泛应用答:等离子体:又叫做电浆,是有部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质;特点:较高的导电率包含两三种不同的粒子,粒子之间相互作用较大具有表面等离激元效应获得方法:北极光,闪电等自然获得;直流弧光放电法,交流工频放点法,高频感应放点法,低气压放电法,燃烧法应用:特征类金刚石表面制造,毫米级厚金刚石片制备研究,合成无机化合物,超纯超细耐高温精细陶瓷材料的合成,金属冶炼,金属材料的表面处理;26.采用重力分离式自蔓延高温合成制备陶瓷内衬复合铜管是一种新型制备方法,简要叙述该方法制备陶瓷内衬铜管的原理及过程;答:原理:利用铝热反应3CuO + 2Al → 3Cu + Al2O 3此反应为放热反应,产生的大量的热可使生成物成液态,在后续冷却过程中,由Al2O3先于Cu凝固,生成物就变为这两者的固体混合物,在离心力的作用下,Cu层紧靠铜管表面,Al2O3在最里层,冷却之后形成了Al2O3陶瓷内衬复合铜管,Cu形成过渡层;过程:将原料混合物化学纯Al,CuO注入铜管,启动离心机并在适当时刻进行燃烧合成,反应结束后停机进行后处理即可得到陶瓷内衬复合铜管;。
无机合成与制备化学习题
无机合成与制备化学习题一,填空题1.等离子体中主要基元反应过程包括、、、2.主族金属有机化合物中金属利用n和np轨道形成构型,由于不同,同周期两端元素易形成,非金属或类金属则形成3.纳米粒子呈现出许多奇异的特性,目前归结于,,,四方面效应。
4.根据固体中连续的化学键作用的分布范围,可将固体分为和两种。
5.制备各种各样的稀土固体材料,常采用和两种方式。
6.固相化学反应种类繁多,经研究发现低热固相化学具有,,,和等独有的规律。
7.真空泵通常采用,,和四个参量来表征其工作特性。
8.高压一般是指压力在0.1-500GPa或者500GPa以上的压力,根据压力作用的时间可将高压分为和两类9.金属有机配合物可采用,,,和等光化学反应进行合成。
10.高温是无机合成的重要手段,实验室中常采用,,等获得高温。
11.金属有机化合物通常指含有的化合物,可分为和两类。
12.凡是有固相参与的化学反应都可称为固相反应。
固相反应可分为,,,和四个阶段。
13.化学转移反应中常采用,和等作为传输剂。
14.光化学反应中反应物分子需要吸收的光子才能激发到激发态,所以光化学反应的比热反应的强15.1946年由于发明超高压装置和在高压物理学领域的突出贡献获得第四十六届物理学奖。
16.晶体的形成是在一定条件下发生的物质相变过程,它可分为和生长两个阶段。
17.粉体的表面修饰和改性常采用,,,和来改变粒子表面的物理化学性质。
18.实际上,沸石的晶体结构并不十分完美,普遍存在和,这两种缺陷可以在合成中得到控制。
19.按反应历程划分,沸石生长过程可以分为,和几个阶段,但在实际情况下这几个阶段并没有十分清楚的界限,是相互重叠的。
20.高温是无机合成的重要手段,为了进行高温无机合成,就需要、、等一些符合不同要求的产生高温的设备和手段。
21.低温技术的发展对推动许多尖端科学技术与学科的发展起到重要作用,在实验室中常采用等作为低温热源。
22.光化学反应的初级反应过程是反应分子吸收光子被激发的过程,其速率只与有关,与无关,表现为零级反应。
高等教育出版社 无机化学 第八章 课后习题答案
6.在699K时,反应H2(g) + I2(g) 2HI(g)的平衡常数Kp=55.3,如果将2.00molH2和2.00molI2作用于4.00dm3的容器内,问在该温度下达到平衡时有多少HI生成?
解
7.反应H2+ CO2 H2O + CO在1259K达平衡,平衡时[H2]=[CO2]=0.44mol·dm ,[H2O]=[CO]=0.56mol·dm 。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
p = p
p = p
0.253
1.773
0.507
1.520
0.760
1.266
1.013
1.013
1.266
0.760
1.520
0.507
1.773
0.253
表中单位为105Pa。
将△G对反应混合物的组成作图,标出图中哪个区域里正向反应可能发生,哪个区域里逆向反应可能发生。
解ⅠK = =0.194
(2)[HI]=0.01+2×1.35×10 =0.0127mol·dm
(3) = ×100%=21.3%
14.反应SO2Cl2(g) SO2(g)+ Cl2(g)在375K时,平衡常数K =2.4,以7.6克SO2Cl2和1.013×105Pa的Cl2作用于1.0 dm—3的烧瓶中,试计算平衡时SO2Cl2、SO2和Cl2的分压。
当Q〉K 时△rG 〉0逆反应自发进行
22.反应H2O(g) + CO(g) H2(g) + CO2(g)在某温度下平衡常数Kp=1,在此温度下,于6dm3的容器中加入2 dm33.04×104Pa的CO,3dm32.02×105Pa的CO2,6dm32.02×105Pa的H2O(g)和1dm32.02×105Pa的H2。问净反应向哪个方向进行?
无机合成复习题
无机合成复习题无机合成复习题无机合成是化学中的一个重要分支,它研究的是无机化合物的合成方法和反应机理。
掌握无机合成的知识对于化学学习者来说至关重要。
本文将为大家提供一些无机合成的复习题,帮助大家巩固所学知识。
1. 请写出以下反应的化学方程式:a) 硫酸和钠氢氧化物的反应。
b) 氯化铵和氢氧化钠的反应。
c) 硫酸钠和氯化钡的反应。
d) 亚硫酸钠和氧化铜的反应。
2. 以下哪个化合物是无机合成中常用的试剂?a) 乙醇b) 氯化钠c) 硫酸d) 乙酸3. 选择正确的答案:a) 无机合成是研究有机化合物的合成方法和反应机理。
b) 无机合成只涉及无机化合物的合成。
c) 无机合成是研究无机化合物的合成方法和反应机理。
d) 无机合成只涉及无机化合物的反应机理。
4. 以下哪个方法常用于无机合成中的沉淀反应?a) 氧化反应b) 还原反应c) 酸碱中和反应d) 气体生成反应5. 请写出以下反应的化学方程式:a) 硝酸和钠氢氧化物的反应。
b) 氯化铵和氢氧化铜的反应。
c) 硫酸钠和氯化铝的反应。
d) 氯化钠和硫酸铜的反应。
6. 以下哪个试剂常用于无机合成中的氧化反应?a) 氯化氢b) 氢氧化钠c) 氧气d) 硫酸7. 选择正确的答案:a) 无机合成只涉及无机化合物的合成方法。
b) 无机合成只涉及无机化合物的反应机理。
c) 无机合成既涉及无机化合物的合成方法,也涉及反应机理。
d) 无机合成既不涉及无机化合物的合成方法,也不涉及反应机理。
8. 以下哪个方法常用于无机合成中的还原反应?a) 氧化反应b) 酸碱中和反应c) 沉淀反应d) 气体生成反应9. 请写出以下反应的化学方程式:a) 硝酸和氢氧化铝的反应。
b) 氯化钠和氢氧化钾的反应。
c) 硫酸钠和氯化铁的反应。
d) 氯化铵和氯化铜的反应。
10. 以下哪个试剂常用于无机合成中的酸碱中和反应?a) 氯化氢b) 氢氧化钠c) 氧气d) 硫酸通过以上的复习题,相信大家能够更好地巩固无机合成的知识。
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。
无机与分析化学第二版课后练习题含答案
无机与分析化学第二版课后练习题含答案第一章:分子与离子化合物1.以下哪个元素最可能形成碱性氧化物?a.Nab.Mgc.Ald.Si答案:b. Mg2.下列化合物中,哪一个是离子化合物?a.CO2b.SF6c.Na2SO4d.CH4答案:c. Na2SO43.在以下物质中,哪一种是分子化合物?a.HClb.BaCl2c.NH3d.MgCl2答案:c. NH34.氯化钙(CaCl2)是一种典型的离子化合物。
这种化合物主要由哪些离子组成?答案:化合物CaCl2主要由钙离子(Ca2+)和氯离子(Cl-)组成。
5.氨(NH3)是一种分子化合物。
它的分子结构是什么样的?描述一下它的分子键和氢键。
答案:氨的分子结构是:一个氮原子(N)与三个氢原子(H)形成一个平面三角形的分子。
每个氢原子都与氮原子形成一个共价键,氮原子上有一个孤对电子与三个H原子上的电子形成氢键,保持了分子的三维结构。
第二章:分子结构和化学键1.离子键的形成和共价键的形成最主要的区别是什么?答案:离子键的形成通常涉及到金属和非金属离子之间的相互作用,而共价键的形成涉及到两个或更多的非金属原子之间的共用电子对。
2.NaOH分子中含有几种不同的化学键?答案:NaOH分子中含有两种不同的化学键:离子键(Na+和OH-之间的相互吸引)和共价键(O和H之间的共用电子对)。
3.银(Ag)和氯(Cl)之间的化学键是什么?描述一下该键的形成过程。
答案:银和氯之间的化学键是离子键。
在离子键形成时,氯原子中的一个电子被剥夺,形成一个氯离子(Cl-)。
同样地,银原子将一个电子丢失,形成一个银离子(Ag+)。
这些带电离子彼此吸引,形成了银和氯之间的离子键。
4.氨(NH3)分子中,氮原子和氢原子之间的键属于什么类型?答案:氨分子中的氮原子和氢原子之间的键是共价键。
5.在以下元素中,哪个是最电负的?a.铁(Fe)b.氧(O)c.氢(H)d.氮(N)答案:b. 氧(O)是最电负的元素。
中级无机课后题答案
5 解释下列事实:①[ZnCl4]2-为四面体构型,而[PdCl4]2-却为平面正方形?解:其中Zn 为第一过渡系元素,Zn2+为d10 组态,不管是平面正方形还是四面体其LFSE 均为0,当以sp3 杂化轨道生成四面体构型配合物时配体之间排斥作用小;而Pd 为第三过渡系元素(△大)且Pd2+为d8 组态,易以dsp2 杂化生成平面正方形配合物可获得较多LFSE,所以[PdCl4]2-为平面正方形。
②Ni(II)的四配位化合物既可以有四面体构型也可以有平面正方形构型,但Pd(II)和Pt(II)却没有已知的四面体配合物?答:四配位化合物既可以以sp3 杂化生成四面体构型配合物也可以以dsp2 生成平面正方形型配合物,作为d8 组态的离子,若以dsp2 杂化生成平面正方形配合物可获得较多LFSE.虽然Ni(II)、Pd(II)和Pt(II)均为d8 组态,但Ni(II)为第一过渡系元素,分裂能绝对值小,且半径较小,当遇半径较大的配体时因空间位阻的关系,Ni(II)只能以sp3 杂化生成四面体构型配合物;而与半径较小的配体则有可能生成平面正方形构型配合物。
Pd(II)和Pt(II)分别属第二、第三过渡系元素,首先是半径较大,生成平面正方形构型没有空间障碍,其次是分裂能比Ni(II)分别大40~50 %和60~75 %以dsp2杂化生成平面正方形配合物得到的稳定化能远比四面体构型的稳定化能大得多,故采用平面正方形构型。
6 根据[Fe(CN)6]4-水溶液的13C 核磁共振谱只显示一个峰的事实,讨论它的结构。
解:13C 核磁共振谱只显示一个峰,说明6 个CN-的环境完全相同,即[Fe(CN)6]4-为正八面体结构,Fe II,d6,当与CN-强场配体配位时,应有t2g6e g0 的排布。
7 主族元素和过渡元素四配位化合物的几何构型有何异同?为什么?解:主族元素,四面体;过渡元素,有四面体和平面四边形两种可能结构。
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。
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第一章习题:
1.现代无机合成的内容和方法与旧时代相比有哪些变化?
2.为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的标志?
3.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?
4.您能举出几种由p区元素合成的无机材料吗?
5.为什么从某种意义上讲,合成化学的发展史就是化学的发展史?
6.您或您的朋友的研究课题属于无机合成领域?如果是,属于哪个热点领域?举例说。
7. 什么是极端条件下的合成?能否举一例说明。
8. 查阅文献,找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。
9. 何谓软化学合成方法?与所谓的“硬化学法”相比有什么特点?
10.在研究工作中,您最喜欢利用哪种工具查阅化合物的合成方法?
第二章习题:
1.化学热力学在无机合成中的起着什么样的重要的作用?
2. Bartlett是怎样从吉布斯-亥姆霍兹方程分,确立稀有气体第一个化合物制备的热力学根据?
3.Ellingham 图建立的依据是什么?
4. 查阅Ellingham 图,看MnO被C还原为金属的最低温度是多少?写出该温度下的总反应方程式。
5. 偶合反应在无机合成中应用的原理何在?请举例说明。
6. 10.Pourbaix图(pH-E)的实质是什么?它都有哪些方面的应用?
第三章习题:
1.温度与物性有怎样的关系?什么是物质的第五态?
2.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。
3.为什么任何碱金属与液氨反应后溶液都具有同一吸收波长的蓝光?核心物种是什么?如何证明?
4. 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?
5. 获得高温有哪些手段?高温合成技术有哪些广泛应用?
6.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方面?
7.什么是等离子体超高温合成?它主要有哪些方面的用途?
8.什么是自蔓延高温合成?该法有什么特点?其关键技术是什么?
9.从物理化学原理说明高温高压合成的机理。
10.什么是超导体?超导体具有什么突出的性质?哪些元素是超导元素?
第四章习题
1.什么是水热-溶剂热合成?该法有什么特点?有无不足?
2. 水热-溶剂热合成都有哪些反应类型?
3. 影响水热-溶剂热合成的因素有哪些?
4. 水热-溶剂热合成有哪些具体应用?
5.什么是“空气敏感化合物”?无水无氧操作主要应用在哪些方面?
6.无水无氧操作有哪几种具体技术?相比各有什么特点?
7.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?
8.有哪些电解条件影响理想的电解合成?
9.电解合成技术有哪些广泛应用?
第五章:
1. 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?
2. 等离子合成技术有哪些的广泛应用?
3. 查阅网页论述化学气相沉积技术的发展。
4. CVD技术用于合成时具有哪些特点?
5. CVD技术装置主要由哪几部分组成?
6. CVD合成技术技术有哪些广泛应用?
7.在PCVD中,如果以SiH4和H2为原料沉积非晶硅,试验中应考查哪些因素?
8.为什么在软化学合成中,溶胶-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占有重要地位(包括应用领域)?
9. 溶胶-凝胶法与其他合成方法相比有哪些独特的优点?
10.以制备超细钛酸钡为例,了解溶胶-凝胶法的一般工艺流程。
11.查阅文献,了解溶胶-凝胶法在合成无机物和材料中的应用。
第七章习题:
1.分离和纯化的异同是什么?
2.影响沉淀溶解度的因素有哪些?如何在分离过程中使用溶度积规则?
3.蒸馏分离技术有哪几类?简述分子蒸馏的原理。
4.何谓区域熔融法?它主要应用于哪些方面?
5.影响离子交换选择性的因素有哪些?离子交换法主要应用在哪些方面?
6. 如何理解溶剂萃取平衡?理想的萃取剂应满足哪些要求?溶剂萃取法在分离提取稀土中有哪些具体应用?
7. 膜法分离技术相对于一般分离技术有哪些特点?膜用于分离过程的关键问题是什么?膜分离技术在哪些领域有重要应用?。