無機合成化學基本題庫

1、無機合成化學基本題庫一、問答題1 .溶劑有哪些類型質(zhì)子溶劑有什么特點質(zhì)子惰性溶劑分為幾類舉例說明2 .什么叫拉平效應和區(qū)分效應3 .化學氣相沉積法有哪些反應類型該法對反應體系有什么要求在熱解反應中，用金屬烷基化物和金屬烷氧基化物作為源物質(zhì)時，得到的沉積層分別為什么物質(zhì)如何解釋4 .寫出制備光導纖維預制棒的主要反應和方法。反應體系的尾氣如何處理在管內(nèi)沉積法和管外沉積法中添加劑的順序有什么不同5 .化學輸運反應的平衡常數(shù)有什么特點為什么試以熱力學分析化學輸運反應的原理。6 .用氫還原氧化物的特點是什么在氫還原法制鴇的第三階段中，溫度高于1200c時反應會發(fā)生什么變化7 .低溫分離的方法有哪些在什么

2、情況下用低溫化學分離法其主要特點是什么用什么方法 分離O2和CO在分級冷凝中如何選擇冷腫簡述液氨中的合成反應。8 .低溫下稀有氣體化合物的合成方法有哪些在低溫水解合成XeO3時，應選擇 XeF4還是XeF6作源物質(zhì)為什么合成 KrF 2的反應機理是什么有哪些因素影響KrF2的量子產(chǎn)率9 .分別敘述先驅(qū)物法和溶膠-凝膠法的定義和特點。在何種情況下不宜用先驅(qū)物法10 .說明光化學反應的原理和配位化合物光化學合成的類型。11 .試解釋吸收、熒光、磷光、內(nèi)部轉(zhuǎn)換和系間竄躍的意義。12 .從溶液中生長晶體有哪些方法電解溶劑法和溶液蒸發(fā)法有何區(qū)別和共同之處13 .理想晶體為什么是無色透明的14 .什么叫模

3、板反應舉例說明。15 .試述局部化學反應的意義和類型。16 .什么叫水熱合成法按反應溫度可分幾類水熱合成法有哪些優(yōu)點和應用前景？高溫高壓下水熱反應有哪些特征說明用水熱法合成水晶的必然性。17 .某氯堿廠用隔膜槽電解食鹽水，每個電解槽通過電流 10 000A,問理論上每個電解槽每 天可生產(chǎn)多少氯、氫和氫氧化鈉設陽極的電流效率為97%,問實際上每天產(chǎn)氯多少18 .在上題中若才t電壓為3.8V,則每個槽每天消耗的能量為多少焦耳相當于多少度電能生產(chǎn)1t氯消耗多少度電能19 .簡述自蔓延高溫合成的意義和類型。20 .無機合成中如何應用等離子體21 .采用直流等離子體化學沉積法合成金剛石時，往往會有石墨析

4、出。 若在原料氣中引入一定比例的氫氣，則可以在很大程度上抑制石墨的析出。氫的作用機理是什么22 .什么叫濺射合成法濺射合成法有哪些應用23 .試述凝膠法生長晶體的基本原理，凝膠的作用是什么24 .用水熱法制備二氧化硅單晶的原理是什么寫出其反應式和反應條件。25 .簡述SPS燒結法的原理與特點。26 .解釋納米粒子吸收光譜藍移和紅移的原因。27 .何謂非晶態(tài)材料其結構特征有哪些28 .制備非晶態(tài)材料有哪些方法29 .何謂色心其形成機理是什么30 .色心有哪些制法其顯色原理是什么31 .氧化鋅在加熱分解時會產(chǎn)生哪些缺陷，寫出其缺陷反應式，它是 n型還是p型半導體32 .摻雜有Sm3+離子的CdF2

5、晶體是無色的絕緣體，為什么在500c的鎘蒸汽中加熱幾分鐘后會變成深藍色的半導體33 .作為固體電解質(zhì)材料用的氧化錯，為什么要進行穩(wěn)定化處理摻雜哪些物質(zhì)可得到穩(wěn)定化的氧化錯問答解釋題解答：略。二、反應式題1 .完成下列制備配合物的反應：(1) CoC12fH2O+NH 4Cl+NH 3+O2 K2cr2O7+H2C2O42 .寫出并配平下列反應：(1) Mn2(CO)i0 與 I2 共熱；(2)在THF中Mo(CO) 6與KI 一起回流;(3) Fe(CO”與KOH溶液反應；(4) Ni(CO) 4與 PCl3反應。3.完成下列反應式:(1) C5H6+Mg500 C : 600 c Co+CO

6、+H 2(3) Fe(CO)5+Na4) Mn(CO) 5Br+Mn(CO) 52-_ + Fe(CO)4 +H3O4.完成下列反應式(包括配平)：2- +(1) MnO4 +H+(2) MnO 4 +H2O2+H(3) NiSO4+NH3(aq)(4) Mn2+NaBiO 3+H +(5 ) CrO 42-Cr2O72-CrO3(6 ) Co(H 2O)6Cl 2Co(NH 3)5(H 2O)Cl 3(5) 出下列情況中的主要反應方程式:(1)少量的碘化鉀溶解于含有 6mol L-1HCl的HIO3溶液中(2)次磷酸鈉加入到過量的酸性KMnO4溶液中。(3) K2FeO4加入到過量的稀硝酸中

7、。6 .寫出并配平下列反應：(1)在氧氣存在下以 CN-瀝取金屬金。(2) AgI跟硫代硫酸鈉反應。(3)在過量口比咤存在下 AgNO3水溶液跟S2O82-反應。7 .完成并配平下列反應：(1) Mo+F2(2) W+F2(3) Mo+Cl 2(4 ) W+Cl 28 .完成下列反應：_ _ 熱(1) MnO2+KOH+KClO 32(2) PdCl42+C2H4，一、2-2-+ +(3) HPO4 +12MoO 4 +NH 4 +H(4)以 CuC12(H2O)2 為原料制備 CuCl2(5)以Ag2O為原料制備Ag(6) 5O3+AI7) Cu+HCl900 c反應式答案:1 .解：(1)

8、 4CoC126H 2O 4NH 4cl 20NH3 O24Co(NH 3)6 Cl3 26H2O(2) K2cr2O7 7H2C2O4 2KCr(C2O4)2(H2O)2 6CO2+3H2O(2) Mo(CO)6 I THF MoI (CO)5 CO(3) Fe(CO)5 3KOH H20 KHFe(CO)“ K2CO3 H2O(4) Ni(CO)4 PCl3Ni(PCl3)(CO)3 CO(5) ：(1) 2c5H6+Mg 500600 c (C5H5)2Mg + H2OCcQCC|_l110180 C(6) 2Co8coH 22035 MPa2HCo(CO)4 Fe(CO)5 2NaNa

9、2Fe(CO)4 CO(7) Mn(CO)5 Br Mn(CO)5Mn2(CO)10 Br Fe(CO)2 H3OHFe(CO)4 H2O24.解：(1) 3MnO44H(2) 2MnO4 5H2O2 6H(3) NiSO4 6NH3(aq) 2(4) 2Mn2 5NaBiO3 14H(5) 2CrO： 2HCr2O；(6) 2Co(H2O)6C12 2NH4Cl5.解：(1) 5I IO3 6H(2) 5H3Po2 4MnO4 12H 2(3) 4FeO4220H6.解：(1) 4Au 8KCN +2H2O2MnO4 MnO2 2H 2O22Mn 5O2 8H2ONi(NH3)6SO42Mn

10、O 5Bi3 7H2O 5Na 4匚H2OCr2O； 2H2CrO38NH3 H2O22Co(NH3)5(H2O)C133I 2 3H 2O5H3PO4 4Mn2 6H2O34Fe3O210H2OO24KAu(CN)2+4 KOHH 2O12H2O(8) AgI 2s2O32Ag (S2O3)23I22 2Ag 8 py 3s2O82 Ag(py)4S2O8 2sO47.解：(1) Mo 3F2MoF6(2) W 3F2WF6 2Mo 5Cl22MoCl5 (4) W 3Cl2WCl68,解：(1) 3MnO2 6KOH KClO3 熱 K2MnO4 KCl 3H2O2(2) PdCl4C2H

11、4PdCl3(C2H4) Cl22(3) HPO4 12MoO4 3NH4 23H(NH 4)3P(Mo3O10)4?6H 2O 6H2O(4) CuCl2(H2O)21*C CuCl2 2H2O(5) 2Ag2O4Ag O2(6) Cr2O3 2Al 2Cr Al2O3 2Cu 2HCl 900 C 2CuCl H2三、簡答題1,下列反應在水和液氨中進行，結果有什么不同請解釋原因。BaCl2 2AgNO3 2AgCl Ba NO3 22.寫出下列酸的共軻堿的化學式：(a) HCN , (b) HCO3-, (c) N2H5+, (d) C2H5OH ,(e) HNO33.寫出下列堿的共軻酸的

12、化學式： (a)HC2H3O2, (b) HCO3-, (c)C5H5N, (d) N2H5+,（e） OH-4. HAc在下列哪種溶劑中的離解常數(shù)最大在哪種溶解中的離解常數(shù)最小，為什么（1）液氨；（2）液態(tài)氫氟酸；（3）水5,苯胺（C6H5NH2）在水溶液中是一種弱堿，請給出一種溶劑，使苯胺在此溶劑中成為強6.有下列三種溶劑：液氨、醋酸和硫酸。a）寫出每種純?nèi)軇┑碾x解方程式。b）醋酸在液氨和硫酸溶劑中是以何種形式存在請寫出方程式。c） 上述溶液相對于純?nèi)軇┒允撬嵝匀芤哼€是堿性溶液7,根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，已知酸堿反應：HA+H 2OA-+H3O+a）指出該反應中的共軻酸堿對。b） 證明共軻酸堿

13、又的酸常數(shù)Ka和堿常數(shù)Kb之積等于Kwo8.在冰醋酸溶劑中進行的反應 HCl+HAcH2Ac+C的平衡常數(shù)為2.8 x 10-9,醋酸自離解反應 HAc+HAcH2Ac+Ac的離子積為 3.6X 10-15。試計算含有 1.0 x10-4mol L-1 HCl的醋酸溶液中HCl , H2Ac + , Cl-和Ac-的濃度。9 . 一粉紅色固體的實驗式微CoCl3 5NH 3 H2O,其溶液也呈粉紅色，用 AgNO3溶液滴定時迅速生成3molAgCl沉淀。粉紅色固體受熱失去1molH2O,生成紫色固體，其中 NH 3：Cl: Co的比例不變。紫色固體溶解后，其溶液的摩爾電導值比粉紅色溶液小，試推

14、斷（畫圖）粉紅色和紫色兩個八面體配合物的結構，并分別給以命名。10 .制備金屬厥基化合物的一般途徑是什么通常要用到哪些類型的反應物試舉例說明。11 .氯化錯是一種無色發(fā)煙液體（沸點 84C）,通過蒸儲 GeO2的濃鹽酸溶液可方便制得該 液體。試設計一種方法，由氧化錯（IV）制取四乙基錯（沸點 161C）。12 .實驗室中如何制備格式試劑舉例說明格式試劑在合成化學中的應用。13 .雙氮配合物中N2配體的伸縮振動頻率一般比自由N2分子低100-300cm-1,最多可降低600cm-1。試予以解釋。14 .什么事完美晶體和非完美晶體15 .請說明為何結晶固體一般在升高溫度時會形成更多缺陷。16 .將

15、新制得的暗綠色 CrC%gpHzO溶解于水中，當加入 AgNO3溶液時聲稱白色沉淀。沉 淀過濾分離出去后，加熱鋁業(yè)又可析出AgCl沉淀，為什么17 .從TiO2如何提煉出符合工程材料要求的純金屬鈦18 .如何制備下列幾種鹽 （以金屬Cu, Fe及TiO2, MnO2和CrCl2為起始原料）：Cu（NO3）2 ,Ti（SO4）2, CuCl , FeCl3, FeF3, Cr（Ac） 4g2H2O, Mn（Ac） 219 .以銅粉為原料，制備硫酸四胺合銅（n）,并寫出不走、現(xiàn)象、反應方程式和反應條件。20 .碘-131半衰期為8.1天，有一樣品開始放射性強度為0.5mCi, 14天后楊平放射性強

16、度為多少21 .合成納米粒子有哪幾種方法試各舉一例。22 .簡述超分子與配位聚合物的關系與區(qū)別。23 .簡述溶膠-凝膠法制備納米粒子的優(yōu)缺點。簡答題答案：1 .解：略。2 .解：共軻堿是由酸失去一個質(zhì)子而得到。(a) CN-, (b) CO32-, (c) N2H4, (d) C2H5O- (失去的是與電負性較大的氧相連的質(zhì)子)(e) NO3-。3 .解：共軻酸是由堿獲得一個質(zhì)子而得到。(a) H2c2H3。2+,質(zhì)子由厥基氧獲得。(b) H2CO3和(e) H2O,質(zhì)子由氧獲得。(c) C5H5NH和(d) N2H62+,質(zhì)子由氮獲得。4 .解：HAc在液氨中的解離常數(shù)最大，在液態(tài)氫氟酸中的

17、解離常數(shù)最小。因為液氨是堿性溶劑，結合質(zhì)子的能力最強，使 HAc的解離程度最大；液態(tài)氫氟酸是酸性溶劑，并且酸性比水強，結合質(zhì)子的能力最弱，使 HAc的解離程度最小。5 .解：很明顯，這種溶劑的酸性應該比水的酸性強。醋酸的酸性比水強，在醋酸溶劑中苯胺成為強堿，還有許多其他酸性溶劑也具有這種作用。6 .解：(1) 2NH3 NH4 + NH2(2)醋酸在液氨中以 Ac形式存在：醋酸在H2sO4中以H 2Ac形式存在:(3)醋酸的液氨溶液是酸性溶液，因為生成了溶劑NH3的特征陽離子NH4。醋酸的硫酸溶液是堿性溶液，因為生成了溶劑H 2sO4的特征陽離子HSO4。7.解:(1) HA(共軻酸) A (

18、共軻堿)(2)HA H + +AKa H1 A HA8 .解：HAc作為溶劑，其濃度可認為是一個不變的常數(shù)。由可得H 2 Ac+Cl HCl K1/21/2所以H2Ac Cl KHCl K?c(HCl)=(2.8X 10-9X 1.0X 10-4) 1/2mol L-1=5.3 x 10-7 mol L-1Ac-=3.6 X 10-15/H2Ac+ = (3.6 X 10-15/5.3X 10-7) mol L-1=6.8X10-9 mol L-1HCl=( 1.0 X10-4 5.3X10-7) mol L-1) =1.0X10-4 mol - L-19 .解：粉紅色固體用 AgNO 3溶液

19、滴定時迅速生成 3molAgCl沉淀，說明3個C在外界， 粉紅色固體的化學式為Co(NH 3)5(H2O)C1 3,即三氯化五氨一水合鉆(出) 。受熱外界的1個C進入內(nèi)界占據(jù)所失水分子的配位位點，因此紫色固體的化學式為CoC1(NH 3)5C12即二氯化一氯五氨合鉆(出)。10 .解：二元金屬厥基化合物的制備方法包括直接化合法、還原?；饔靡约盁?或光) 分解反應等。(1)直接化合法(金屬直接與CO作用)2Co(s) 8CO(g) 黑；a Co2(CO)8(s)(橙色固體，mp5i c)(2)還原?；饔眠€原劑有Na, Mg , Al等活潑金屬，三烷基鋁 R3Al, CO+H2和CO等。金

20、屬源可以是金屬鹽，也可以是金屬配合物。(3)熱(或光)分解反應(4)兩種金屬的厥基化合物相互作用，可以制得異核厥基化合物11 .解：GeO2 4HCl GeCl4 2H2O(84C蒸儲得 GeCl4)Li4(C2H5)4 GeCl44LiCl Ge(C2H5)4 161 C蒸儲得 Ge(C2H5)4 12 .解：實驗室中通過鹵代烷與金屬鎂在干燥乙醛中反應制備格氏試劑，通常需加入痕量碘 作引發(fā)劑。格氏試劑是一種親核試劑，在合成化學中有著廣泛的應用。例如制備特殊竣酸：13 .解：N2分子與金屬 M之間的b鍵使 N2分子內(nèi)的成鍵電子密度減小，而形成反饋兀鍵時又使N2分子反鍵電子密度增大，大大降低N2

21、分子內(nèi)的鍵級，因此雙氮配合物中N2配體的伸縮振動頻率大大降低。14 .解：假定構成晶體的質(zhì)點(離子、原子和分子)在三維空間嚴格按照一定的點陣結構， 有規(guī)則、周期性地排列而成，晶體具有理想、完美的結構，稱為完美晶體。熱力學上規(guī)定：0K時完美晶體的嫡值為零。實際上，晶體中或多或少地存在各種缺陷，稱為非完美晶體。15 .解：缺陷的出現(xiàn)能使固體由有序結構變?yōu)闊o序從而使嫡值增加，缺陷的形成通常是吸熱 過程，根據(jù)G=H -TS,只要T>0, Gibbs自由能G在缺陷的某一濃度下將出現(xiàn)極小值，即 缺陷會自發(fā)形成，而溫度升高時G的極小值向缺陷濃度更高的方向移動，這意味著溫度升高有利于缺陷的形成。16 .

22、解：CrCl3 6H2O存在多種水合異構體, 如Cr(H2O)6Cl3, CrCl (H2O)5Cl2 H2O ,CrCl2(H2O)4Cl 2H2O。第一次加入 AgNO3時，可能發(fā)生反應：過濾后加熱濾液，配合物會發(fā)生異構化，產(chǎn)生異構體Cr(H2O)6Cl2 ,這時再加入AgNO3又有AgCl沉淀產(chǎn)生。CrCl (H 2O)5Cl2也發(fā)生類似反應。17 .解：第一步 由TiO2 TiCJ 即TiO2 2C 2Cl2 500 c TiCl4+2CO第二步在大約800c的溫度下，用鎂(或鈉)在僦氣氛中還原四氯化鈦，制得純金屬鈦。MgCl 2用真空升華法或水洗法除去。18 .解：Cu(NO3)2的

23、制備120C 真空Ti(SO4)2的制備CuCl的制備實驗室 CuCl 2 Cu 2HCl (濃)2 H CuCl 2水稀釋工業(yè) Cu HCl 900 C CuCl+-H2v2TFeCl3的制備FeF3的制備因為離子型氟化物保護層妨礙反應，難以用直接合成法得到FeF3。常用交換反應制備：FeCl3 ClF3 500 C FeF3+2Cl2Cr2(Ac)4?2H2O的制備二價銘離子通常由 C產(chǎn)還原得到，還原劑為 Zn或ZnHg。力口醋酸生成C2(Ac)4?2H 2。沉淀可為與Zn2+分離。Mn(Ac)2的制備MnO2 4HCl (濃)MnCl 2+Cl2+2H ?O19 .解:(1)制備硫酸銅實

24、驗室方法：利用硝酸銅比硫酸銅大得多的溶解度，結晶析出硫酸銅(CuSO4 ? 5H 2O )。工業(yè)方法：Cu SCu2s 02 粗 CuSQ重結晶CuSQ?5H 2O或在鉛塔中進行以下反應(硫酸自塔頂流下，空氣自下而上以氧化銅)：(2)制備硫酸四氨合銅將CuSO4 ?5H2O溶于濃氨水中，發(fā)生反應：向溶液中加入乙醇，析出藍紫色結晶硫酸四氨合銅。上皿 ln 2 ln 2ln 2/120 .解：根據(jù)t= ，k 0.086天 。2 kt、8.1 天又根據(jù) ln(_Nl) kt,則 14 天后，碘一131 的剩余量為 N N°ekt N0 e 0.08614 0.30N。， N即其放射強度變?yōu)?/p>

25、 0.5mCi 0.30 0.15mCi21 .解：(1)氣相法 包括氣體冷凝法、濺射法、化學氣相沉積法等。 例如，激光誘導CVD 法制備納米SiCo以SiH4和CH4為原料，用連續(xù)輸出的二氧化碳激光(波長10.6um)輻照原料氣體，發(fā)生以下反應制得納米 SiC:(2)液相法 包括沉積法、噴霧法、水熱法、溶膠一凝膠法等。例如，利用溶膠一凝膠法制備納米ZnO粉末。在乙酸鋅的 NaOH溶液中加入少量乙二醇，加熱至140c時形成溶膠，該溶月在120c時靜置24h變成凝膠，經(jīng)高溫焙燒生成納米ZnO粉末。(3)固相法 包括低溫粉碎法、超聲波粉碎法、高能千磨法等。例如，用純度高于99%的粉狀石墨和粉狀金屬

26、粗、鋁或鴇等配成原子比為M50C50 (M=Ta,Nb,W)的混合粉末，在僦氣保護下置于 120mL的鋼罐中，以球與粉質(zhì)量比為18: 1的WC球(半徑：12mm)在行星式球磨機中進行高能球磨，經(jīng)過110h后得到粒徑約為10 nm的TaC, NbC和WC。22 .解：兩種以上的化學物種通過分子間作用力(弱相互作用)而形成的化合物稱為超分子化合物，超分子結構中通?？蓜澐殖鰡蝹€分子。當橋聯(lián)配體通過配位作用與金屬離子成鍵而形成具有一定聚合度(一維、二維或三維)的結構，則稱為配位聚合物，這種結構中不存在 單個的分子。23 .解：(1)化學均勻性好由于溶膠一凝膠過程中，溶膠由溶液制得，故膠粒內(nèi)及膠粒間化學成分完全一致。(2)高純度 粉料制備過程中無需機械混合。(3)顆粒細 膠粒尺寸小于0.1m。(4)可容納不溶性組分或不沉淀組分不容性顆粒均勻地分散在含有不產(chǎn)生沉淀組分的溶液，經(jīng)過膠凝化，不溶性組分可自然地固定在凝膠體系中。不溶性組分顆粒越細，體系化學均勻性越好。(5)烘干后的球形凝膠顆