无机合成化学复习资料.doc

1 填空题1. 实用性储氢合金要满足的要求？价格或制造成本低廉原料易得高的储氢容量容易活化充放氢动力学性质优越使用安全对杂质的敏感性不高具有确定化学稳定性2. 合成纳米晶的方法有哪些？化学沉淀法化学还原法溶胶-凝胶法水热-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3. 组合化学的过程设想和定义：确定出具有所需性质的新材料选择相关元素：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。加工过程：可以应用不同的合成变量，如压力，温度，时间。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。将新材料及合成与分析数据送交用户。4. 物质的状态固，液，气三种基态。等离子态和超气态超导态和超流态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？蒸气压温度计低温热电偶低温电阻温度计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？通常分为接触式和非接触式两种膨胀式温度计，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。预合金粉末的制造压实热加工变形（模锻、轧制、挤压、等温锻）机加工无损处理热处理10. 等离子态常用于哪些方面？等离子体冶炼等离子体喷涂等离子体焊接11. 超导体两个突出的性质？在临界温度下有超导性完全抗磁性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：合成反应热处理反应转晶反应离子交换反应单晶培育脱水反应分解反应提取反应沉淀反应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？chlenk和注射技术手套箱技术真空线技术14. 电解合成的装置包括哪几个部分？阳极阴极隔膜电解液15. 等离子体有哪两种？获得等离子体的方法有哪些？1. 高温平衡等离子体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sps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1001000 、压力为1MPa1GPa 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1315.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11000nm。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？不需用高纯金属作原料；制得的合金是有一定颗粒度的粉末，不需在使用时再磨碎；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。2. 绿色化学的主要特点是什么？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。3. 什么是耦合反应，它具有什么特点？1）当反应A的G0，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：反应B能把反应A中不需要的产物消耗掉；反应B的G为很大的负值，能使总反应的G=GA+GB0，反应B能把反应A中不需要的产物消耗掉；反应B的G为很大的负值，能使总反应的G=GA+GB0。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： 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； 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； 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； 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； 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： 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； 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； 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： 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； 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； 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；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104105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： 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。 可以得到单一的无机合成物质,可作为原材料制备。 可以得到各种特定形状的游离沉积物器具。 可以沉积生成晶体或纫粉状物质。10. 溶胶-凝胶法的特点： 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。 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。 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。 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： 溶剂对被纯化物高温时有较高溶解性，低温时溶解性较差；重结晶后能得到的固体晶型较好（绝不是晶体越大越好）；对杂质有很好的溶解性或基本不溶解； 重结晶后溶剂应能很容易从被纯化物中移除； 溶剂不能和被提纯物质发生反应； 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： 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。分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发，操作压力很低，一般为0.11Pa数量级；受热时间很短，一般仅为十秒至几十秒。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 。 溶液中的离子向树脂表面扩散，通过围绕树脂表面的液体薄膜交界层，达到树脂表面。 到达树脂表面的离子进入树脂的交联网孔内，在树脂颗粒内部扩散。 扩散进入树脂颗粒内部的离子与树脂中可交换离子(功能基的可离解的离于)发生交换反应。 被交换下来的离子在树脂交联网孔内向树脂表面扩散。 被交换下来的离子从树脂表面向溶液中扩散。14.膜分离技术的特点：(1) 是不发生相变化的纯物理过程, 节能。(2) 是在压力