浅谈无机化学及固体无机化学物的应用发展

浅谈无机化学及固体无机化学物的应用发

展

摘要：无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，固体无机化学是跨越无机化学、固体物理、材料科学等学科的交叉领域尤如一个以固无机物的”结构”、”物理性能”、”化学反应性能”及”材料”为顶点的四面体是当前无机化学学科十分活跃的新兴分支学科。

关键词：无机化学；现状；无机合成；制备化学研究

一、无机合成与制备化学研究进展

无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位，是化学和材料科学的基础学科。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面：

1.1极端条件合成。在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成，并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。

1.2软化学合成。与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化，即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技

术上的不易控制性，减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学――即“软化学合成”，正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点，因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。

1.3缺陷与价态控制。缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象，也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切，因此，缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关，因此，可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。

1.4计算机辅助合成。计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库，再在系统研究其合成反应与机理的基础上，应用神经网络系统并结合基因算法、退火、mon te2carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型，并进一步建立定向合成的专家决策系统。

1.5组合化学。组合化学是利用组合论的思想和理论，将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰，产生分子多样性的群体（库），并进行优化选择的科学。组合化学用于

合成肽组合库，也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应，得到所有组合的混合物，即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。

1.6理想合成。理想合成是从易得的起始物开始，经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应，如富勒烯及相关高级结构的合成，从易得的石墨出发，只需一步反应即得到目标产物，产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子，如药物、天然产物的合成，需要多步反应完成。在自然界里，生物采取多级合成的策略，在众多酶的作用下，用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物，直至目的产物的生成。

二、固体无机化合物的制备及应用

2.1光学材料的研究。1983年苏勉曾等在系统研究氟卤化物的X-射线发光及紫外发光现象的过程中发现了BaFX：Eu2+晶体经X-射线辐射后着色的现象开始注意到晶体中色心生成并于1984年开始研究晶体的X-射线诱导的光激励发光现象及发光机理用光激励发光材料制成了图像板作为X-射线的面探测器。他们还设计制作了一台由光学精密机械和计算机组成的计算X-射线图像仪已可以获得清晰的X-射线透视图象和粉末晶体衍射图像。

2.2多孔晶体材料的研究。徐如人、庞文琴等在水热

天津大学无机化学第五版习题答案

第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案 1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。 2．解：氯气质量为2.9×103 g 。 3．解：一瓶氧气可用天数 33111-1 222()(13.210-1.0110)kPa 32L 9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -???===?? ４．解：pV MpV T nR mR = = = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律 i i n p p n = p (N 2) = 7.6?104 Pa p (O 2) = 2.0?104 Pa p (Ar) =1?103 Pa ６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ? （2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =? （3） 4224(O )(CO ) 2.6710Pa 0.2869.3310Pa n p n p ?===? 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) = pVM RT = 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol （2）ξ = 2.5 mol 结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。 9.解：?U = Q p - p ?V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3?10-3 m 3 = 38.3L （2） T 2 = nR pV 2 = 320 K （3）-W = - (-p ?V ) = -502 J （4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Q p = -1260 J 11.解：NH 3(g) + 45O 2(g) 298.15K ????→标准态 NO(g) + 2 3H 2O(g) m r H ?= - 226.2 kJ ·mol -1 12.解：m r H ?= Q p = -89.5 kJ m r U ?= m r H ?- ?nRT = -96.9 kJ 13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)

有机化学的发展和前景

有机化学的发展和前景 在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自从1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，其发展速度越来越快。近两个世纪来，有机化学学科的发展，揭示了构成物质世界的有机化合物分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律，并设计、合成了具有特定性能的有机分子；它又为相关学科（如材料科学、生命科学、环境科学等）的发展提供了理论、技术和材料。有机化学是一系列相关工业的基础，在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中，在为推动科技发展、社会进步，提高人类的生活质量，改善人类的生存环境的努力中，已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。 此外有机化学还是一门极具创新性的学科。在有机化学的发展中，它的理论和方法也得到了长足的进步。建立在现代物理学（特别是量子力学）和物理化学基础上的物理有机化学，在定量的研究有机化合物的结构、反应性和反应机理等方面所取得的成果，不仅指导着有机合成化学，而且对生命科学的发展也有重大意义。有机合成化学在高选择性反应的研究，特别是不对称催化方法的发展，使得更多具有高生理活性、结构新颖分子的合成成为可能。金属有机化学和元素有机化学，为有机合成化学提供了高选择性的反应试剂和催化剂，以

及各种特殊材料及其加工方法。有机化学以它特有的分离、结构测定、合成等手段，已经成为人类认识自然、改造自然具有非凡能动性和创造力的武器。近年来，计算机技术的引入，使有机化学在结构测定、分子设计和合成设计上如虎添翼，发展得更为迅速。同时，组合化学的发展不仅为有机合成提出了一个新的研究内容，而且也使高通量的自动化合成有机化合物成为现实。 在21世纪，有机化学面临新的发展机遇。一方面，随着有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现，人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段；另一方面，材料科学和生命科学的发展，以及人类对于环境和能源的新的要求，都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机化学，有机合成化学，天然产物化学，金属有机化学，化学生物学，有机分析和计算化学，农药化学，药物化学，有机材料化学等各个方面得到发展。 一、物理有机化学 物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学，是一门指导有机化学其他学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能、有机化学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设计、合成新的物种，预见和发现新的有机化学现象。如有机化合物的结构与性能的关系，现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。它对原有的各种反应机理和活泼中间体（协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等）

无机化学综合应用(学生版)

无机化学综合应用(学生版) 1．高纯度氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域。镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如图所示： 已知：①溶液Ⅰ中除含Mg2＋、SO2－4外，还含有少量Fe3＋、Al3＋、Fe2＋等离子； ②常温下，几种金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如表所示： 金属离子Fe3＋Al3＋Fe2＋Mg2＋ 开始沉淀时的pH 1.5 3.3 6.5 9.4 沉淀完全时的pH 3.7 5.2 9.7 12.4 请回答下列问题： (1)Mg在元素周期表中的位置为________，Si的原子结构示意图为________。 (2)向溶液Ⅰ中加入试剂X的作用是______________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)向溶液Ⅰ中加入两种试剂的先后顺序是_______________________________________ (填化学式)。 (4)加入H2O2溶液发生反应的离子方程式是_______________________________________ ____________________________________________________________________________。 (5)溶液Ⅱ中Mg2＋转化率随温度T的变化情况如图所示： ①向溶液Ⅱ中加入氨水发生反应的离子方程式是________________________________ ________________________________________________________________________。 ②T1前Mg2＋转化率增大的原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________； T1后Mg2＋转化率下降的原因是(用化学方程式表示) ________________________________________________________________________。 2．钒的化合物常用于制作催化剂和新型电池。回答下列问题： (1)金属钒可由铝热反应制得。已知25 ℃、101 kPa时，4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH1

高中无机化学知识点归纳

无机化学知识点归纳 一、常见物质的组成和结构 1、常见分子（或物质）的形状及键角 （1）形状：V型：H2O、H2S 直线型：CO2、CS2 、C2H2平面三角型：BF3、SO3 三角锥型：NH3正四面体型：CH4、CCl4、白磷、NH4+ 平面结构：C2H4、C6H6 （2）键角：H2O：104.5°；BF3、C2H4、C6H6、石墨：120°白磷：60° NH3：107°18′CH4、CCl4、NH4+、金刚石：109°28′ CO2、CS2、C2H2：180° 2、常见粒子的饱和结构： ①具有氦结构的粒子（2）：H－、He、Li+、Be2+； ②具有氖结构的粒子（2、8）：N3－、O2－、F－、Ne、Na+、Mg2+、Al3+； ③具有氩结构的粒子（2、8、8）：S2－、Cl－、Ar、K+、Ca2+； ④核外电子总数为10的粒子： 阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+； 阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NH2－； 分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4 ⑤核外电子总数为18的粒子： 阳离子：K+、Ca 2+； 阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－； 分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4。 3、常见物质的构型： AB2型的化合物（化合价一般为＋2、－1或＋4、－2）：CO2、NO2、SO2、SiO2、CS2、ClO2、CaC2、MgX2、CaX2、BeCl2、BaX2、KO2等 A2B2型的化合物：H2O2、Na2O2、C2H2等 A2B型的化合物：H2O、H2S、Na2O、Na2S、Li2O等 AB型的化合物：CO、NO、HX、NaX、MgO、CaO、MgS、CaS、SiC等 能形成A2B和A2B2型化合物的元素：H、Na与O，其中属于共价化合物（液体）的是H和O［H2O和H2O2］；属于离子化合物（固体）的是Na和O［Na2O和Na2O2］。 4、常见分子的极性： 常见的非极性分子：CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4、、SF6、C2H4、C2H2、C6H6等 常见的极性分子：双原子化合物分子、H2O、H2S、NH3、H2O2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等 5、一些物质的组成特征： （1）不含金属元素的离子化合物：铵盐 （2）含有金属元素的阴离子：MnO4－、AlO2－、Cr2O72－

大学无机化学复习题

大学无机化学复习题

目录更多期末考试资料加qq;1372324098 第一章原子结构和元素周期系 (2) 第二章分子结构 (8) 第三章晶体结构 (11) 第四章配合物 (12) 第五章化学热力学基础 (15) 第六章化学平衡常数 (19) 第七章化学动力学基础 (21) 第八章水溶液 (23) 第九章酸碱平衡 (24) 第十章沉淀溶解平衡 (26) 第十一章电化学基础 (27) 第十一章电化学基础 (30) 第十二章配位平衡 (31) 第十三章氢稀有气体 (32) 第十四章卤素 (34) 第十五章氧族元素 (37) 第十六章氮、磷、砷 (40) 第十七章碳、硅、硼 (42) 第十八章非金属元素小结 (45) 第十九章金属通论 (47) 第二十章s区金属 (49) 第二十一章p区金属 (51) 第二十二章ds区金属 (54) 第二十三章d区金属(一) (57) 第二十四章d区金属(二) (59)

第一章原子结构和元素周期系 一.是非题 1.电子在原子核外运动的能量越高,它与原子核的距离就越远.任何时候,1s电子总比2s电子更靠近原子核, 因为E2s > E1s. ………………………………………（Χ） 2.原子中某电子的各种波函数,代表了该电子可能存在的各种运动状态,每一种状态可视为一个轨道. ………………………………………………………………（√） 3.氢原子中,2s与2p轨道是简并轨道,其简并度为4;在钪原子中,2s与2p 轨道不是简并轨道, 2p x,2p y,2p z为简并轨道,简并度为3. …………………………………（√） 4.从原子轨道能级图上可知,任何原子在相同主量子数的轨道上,能量高低的顺序总是 f > d > p > s;在不同主量子数的轨道上,总是(n-1)p > (n-2)f > (n-1)d > ns. …………………………………………………………………………………（Χ） 5.在元素周期表中, 每一周期的元素个数正好等于该周期元素最外电子层轨道可以容纳的电子个数. ………………………………………………………………（Χ） 6.所有非金属元素(H,He除外)都在p区,但p区所有元素并非都是非金属元素. …………………………………………………………………………………（√） 7.就热效应而言,电离能一定是吸热的,电子亲和能一定是放热的. ……………（Χ） 8.铬原子的电子排布为Cr[Ar]4s1 3d5,由此得出: 洪特规则在与能量最低原理出现矛盾时,首先应服从洪特规则. ……………………………………………………（Χ）9.s区元素原子丢失最外层的s电子得到相应的离子,d区元素的原子丢失处于最高能级的d电子而得到相应的离子. ……………………………………………（Χ）10.在原子核里因质子数和中子数不同,就组成了不同的核素;同样在原子核里因质子数和中子数不等,就构成了同位素.可见,核素也就是同位素. ……………（Χ） 二.选择题 1.玻尔在他的原子理论中…………………………………………………………（D） A.证明了电子在核外圆形轨道上运动; B.推导出原子半径与量子数平方成反比; C.应用了量子力学的概念和方法; D.解决了氢原子光谱和电子能量之间的关系问题.

考研无机化学专业就业方向及前景分析

考研有机化学专业就业方向及前景分析 一、专业介绍 1、学科简介 有机化学是一级学科化学下设的二级学科以天然有机产物和生物活性分子、金属与元素有机化合物为主要研究对象，从研究有机合成化学和物理有机化学着手，发展有机化学的反应、合成、方法和理论。 2、培养目标 依据研究生教育要"面向现代化、面向世界、面向未来"的要求，培养德、智、体全面发展的现代化建设所需要的有机化学专业的专门人才。 (1)硕士研究生应具有坚定正确的政治方向，热爱祖国，遵纪守法，具有严谨的科学态度，良好的素质。 (2)有机化学专业硕士研究生要掌握有机合成化学、金属有机化学、有机分析化学等方面的基础理论和系统的专门知识，了解本研究方向的国内外发展动态。 (3)较熟练地掌握一门外国语。能熟练地查阅本专业的外文文献，具有较强的外文写作能力。 (4)掌握本学科的现代实验技能，能独立的从事科学技术研究，具有新技术、新方法、新产品开发研究能力，毕业后能胜任高等院校、科研院所、企业和其他单位的教学、科研、技术管理工作。 3、专业方向 01物理有机化学 02有机合成化 03元素有机化学 04药物合成化 05有机大分子化学 06配位化学 4、考试科目 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③721物理化学(含结构化学) ④837有机化学或838有机化学和分析化学(注：各个学校专业方向、考试科目，以上以复旦大学为例) 二、推荐院校 兰州大学、南开大学、北京大学、浙江大学、清华大学、四川大学、中国科学技术大学、武汉大学、山东大学、南京大学、吉林大学、华中师范大学、复旦大学、中山大学、厦门大学、苏州大学、徐州师范大学、湖南师范大学、云南大学、郑州大学、华东理工大学相近专业 与有机化学相近的一级学科下的其他专业有： 有机化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学和物理、材料物理与化学。 培养目标 依据研究生教育要"面向现代化、面向世界、面向未来"的要求，培养德、智、体全面发展的现代化建设所需要的有机化学专业的专门人才。

当代无机化学研究前沿与进展研究

化学前沿 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述： 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的 基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面： （一）极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 （二）软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温 和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”,正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中 占有一席之地。 （三）缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料 性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此，可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 （四）计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、mon te2carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。

【重磅】天津大学无机化学第一章--思考题

第一章思考题 1.一气柜如下图所示： A 假设隔板（A）两侧N2和CO2的T,P相同。试问： （1）隔板两边气体的质量是否相等?浓度是否相等?物质的量不等而浓度相等 （2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同?标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值 4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同?试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。 6.判断下列各说法是否正确： （1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。×

（2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。× （3）物体的温度越高，则所含热量越多。× （4）热是一种传递中的能量。√ （5）同一体系： (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中，那个ΔU最大： （1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。 （2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√ （3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。 （4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。 根据 ΔU=Q+W,(1)ΔU=-60+(-40)=-100KJ(2)ΔU=+60+40=+100KJ,(3)ΔU =+40+(-60)=-20KJ(4)ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的ΔU最大. 8.下列各说法是否正确： （1）体系的焓等于恒压反应热。× （2）体系的焓等于体系的热量。× （3）体系的焓变等于恒压反应热。√

(整理)化学未来的发展趋势.

白春礼：对化学未来的发展趋势的阐述以及对于广大化学工作 者的期望 发布时间：2011-06-07 【字 号：小中大】谈一下化学未来的发展，有四点趋势。化学将向更广度、更深层次的方向延伸；新工具的不断创造和应用促进化学创新发展；绿色化学将引起化学化工生产方式的变革；化学在解决战略性，全局性，前瞻性重大问题当中将继续发挥更大的作用。 化学向更广更深的层次延伸体现在几个方面，对原子，分子的认识将更为深入，多层次分子研究更为系统，创造新分子，新材料的基础上更加注重功能性。超分子是一个分子结构与宏观性能的关键纽带，是产生更高级结构的基础。如何设计超分子结构和材料，对复杂生命体系的理解和模拟及调控都是前沿的课题。这是化学向更深层次，更复杂拓展的延伸。 新工具的创造和应用会促进化学的发展，随着技术能力和仪器设备的不断进步，空前准确和灵敏的仪器不断被创造和应用，科学家不仅能在原子，分子甚至电子层次观察并研究微观世界的性质，而且能够对其物质结构和能量过程进行操控。1981年，人类实现了观察单个原子的愿望，实现了移动单个原子和单个分子，促进了化学的创新和发展。同步辐射及各种实验方法和技术的改进，使同步辐射光源在化学研究领域中发挥重要的作用，比如真空紫外辐射光可以在量的水平上观察化学共振态。原位气固反应X射线吸收精细结构谱实验新方法，各种应用促进了化学向更深层次的发展。 绿色化学将促进化学化工生产方式的变革，绿色化学不仅是对现有过程的改进和新过程的研究，未来化学的研究将更加注重绿色产品设计的理念。绿色化学将注重经济，高效，制备与人类生活相关的物质，绿色化学不仅是创造可持续的化学产品，也需要变废为宝，将今天的废弃物变为明天有用的资源，将引起化学化工的变革。美国在1995年设立了总统绿色化学挑战奖，07年通过了绿色化学研究和发展法案。日本在上世纪90年代旨在防止全球气候变暖，在21世纪重建绿色地球的新阳光计划开始实施，主要内容为能源和环境技术研究开发。97年德国提出为环境而研究的计划。化学家开发了大量的化学合成反应，制备人类息息相关的物质，超过80%的化学生产需要催化剂，70%以上的化学化工过程使用溶剂。我们现在考虑如果从合成方法学来讲，原子经济学，计算化学，绿色化学结合，合成方法学的角度上进行绿色化学的研究。80%化学品的生产需要催化剂，如何通过发展新型的高效催化剂高稳定性，并且在制造的过程中对环境是无害，使用的过程可以回收再利用，使催化剂不污染环境这也是一个非常重要的方面。70%以上的化学化工过程要使用溶剂，我们要采用绿色的溶剂，二氧化碳做溶剂，离子液体，聚乙二醇等等使之更加清洁和可持续。绿色化学还需要变废为宝，把引起气候变暖的二氧化碳转化利用，通过开发新的技术进行转化应用。前不久我们曾经在宝钢与新西兰研究一个新的技术，利用钢厂的尾气对二氧化碳进行转化研究。秸秆，树木，藻类转化为燃料，重要化学品核材料，木质素，纤维素为原料的新化学反应，粘土等天然无毒原料在材料科学中的应用，不仅是创造新一代的可持续的化学产品，还要考虑如何变废为宝，这是下一步发展的重要方面。 第四方面，化学在解决全局性，前瞻性，战略性的重大问题中会发挥重要的作用，社会的发展不断对化学发展提出新的需求，比如能源危机要求我们如何像光合作用那样高效的利用太阳能。前不久有仿造树叶的光合作用来高效利用太阳能。环境保护方面如何控制降解驱除污染，资源利用方面必须做到合理高效的利用资源，最大显著的利用资源，材料方面绿色化及智能化，可再生循环利用，社会安全方面防患于未然，比如易燃品，爆炸品的检查和防护，有很多的工作需要化学家发挥更大的作用。 刚才讲了环境，能源，资源利用等方面，在材料化学方面，要设计铸造分子，生命科学方面不仅是研究生命起源，调控机制，疾病发生机制和药物的作用机制，在脑科学和认知科学方面，如何在生物分子的水平上认识结构，化学都有十分重要的作用。

无机化学综合应用 (1)

第28题化学基本理论综合题 题组一化学反应中的能量变化与化学平衡的综合 [解题指导] 解答化学基本理论综合题的一般步骤 步骤1：浏览全题，明确题已知和所求，挖掘解题切入点。 步骤2：(1)对于化学反应速率和化学平衡图像类试题：明确纵横坐标的含义→理解起点、终点、拐点的意义→分析曲线的变化趋势。 (2)对于图表数据类试题：分析数据→研究数据间的内在联系→找出数据的变化规律→挖掘数据的隐含意义。 (3)对于利用盖斯定律写热化学方程式或求ΔH类试题要做到：①明确待求热化学方程式中的反应物和生成物；②处理已知热化学方程式中的化学计量数和焓变；③叠加处理热化学方程式确定答案。 (4)对于电化学类试题：判断是原电池还是电解池→分析电极类别，书写电极反应式→按电极反应式进行相关计算。 (5)对于电解质溶液类试题：明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。 步骤3：针对题目中所设计的问题，联系相关理论逐个进行作答。 [挑战满分](限时30分钟) 1．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。 (1)CO可用于炼铁，已知：Fe2O3(s)＋3C(s)===2Fe(s)＋3CO(g)ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1，C(s)＋CO2(g)===2CO(g)ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1 则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为___________________________________________ ________________________________________________。 (2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。

大学 无机化学 练习题练习题1-6

题目部分，(卷面共有15题,100分,各大题标有题量和总分) 一、计算(12小题,共80分) 1．欲使CaCO3(s) 在标准压力下分解为CaO(s) 和CO2(g)，最低温度为多少？ (假设及不随温度变化而变化) 已知：(CaCO3, s) = -1206.90 kJ·mol-1 (CaO, s) = -635.55 kJ·mol-1 (CO2, g) = -393.50 kJ·mol-1 (CaCO3, s) = 92.9 J·mol-1·K-1 (CaO, s) = 39.8 J·mol-1·K-1 (CO2, g) = 213.6 J·mol-1·K-1 2．N2O5的热分解速率常数在288 K时是9.67 10-6 s-1，在338 K时是4.87 10-3 s-1，求该反应的活化能。 3．某反应的速率常数k为1.0 10-2 min-1，若反应物的初始浓度为1.0mol·dm-3，则反应的半衰期是多少？ 4．在300 K时，鲜牛奶大约5 h变酸，但在275 K的冰箱中可保持50 h，计算牛奶变酸反应的活化能。 5．根据病毒浓度的变化确定病毒失去活性的过程为一级反应过程，并求得此过程的k为3.3 10-4 s-1，求75 % 病毒失去活性所需要的时间是多少？ 6．如果一反应的活化能为117.15 kJ·mol-1，在什么温度反应速率是400 K时反应速率的2倍？7．已知在967 K时，反应N2O N2 + 1/2 O2的速率常数k = 0.135 s-1；在1085 K时 k = 3.70 s-1，求此反应的活化能E a。 8．对于某气相反应A(g) + 3B(g) + 2C(g)D(g) + 2E(g)，测得如下的动力学数据：/mol·dm-3/mol·dm-3/mol·dm-3/mol·dm-3·min-1 0.20 0.40 0.10 x 0.40 0.40 0.10 4x 0.40 0.40 0.20 8x 0.20 0.20 0.20 x (1) 分别求出反应对A，B，C的反应级数； (2) 写出反应的微分速率方程； (3) 若x = 6.0 10-2 mol·dm-3·min-1，求该反应的速率常数。 9．设某反应2A + B2C， 根据下列数据： 最初A (mol·dm-3) 最初B (mol·dm-3) 初速率-dA / d t (mol·dm-3·s-1) 0.10 0.20 300 0.30 0.40 3600 0.30 0.80 14400

当代无机化学研究前沿与进展

当代无机化学研究前沿与进展 【摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 【关键词】:无机化学；研究前沿；研究进展 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述： 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面： （一）极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 （二）软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。

无机化学研究热点

无机化学研究热点和研究进展 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 一．无机化学研究热点 热点一配位化学 配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门边沿学科。配位化学在现代化学中占有重要地位。当前配位化学处于无机化学的主流，配位化合物以其花样繁多的价键形式和空间结构在化学理论发展中，以及与其他学科的相互渗透中成为众多学科的交叉点。我国配位化学研究已步人国际先进行列，研究水平大为提高。如:(1)小新型配合物、簇合物、有机金属化合物和生物无机配合物，特别是配位超分子化合物的基础无机合成及其结构研究取得了丰硕 成果，丰富了配合物的内涵;(2)开展了热力学、动力学和反应机理方面的研究，特别在溶液中离子萃取分离和均相催化等应用方面取得了成果;(3)现代溶液结构的谱学研究及其分析方法以及配合物的结构和性质的基础研究水平大为提高;(4)随着高新技术的发展，具有光、电、热、磁特性和生物功能配合物的研究正在取得进展，它的很多成果还包含在其它不同学科的研究和化学教学中。 在配位化学学科发展的同时创造出更为奇妙的新材料，揭示出更多生命科学的奥妙。从超分子之类的新观点研究分子的合成和组装，在我国日益受到重视。化学模板有助于提供物种和创造有序的组装，但是其最大的困难在于克服热力学第二定律所要求的无序。尽管目前我们了解了一些局部的组装规律和方法，但比起自然界长期进化而得到的完满而言，还有很大差距。配位化学包含在超分子化学概念之中。配位化学的原理和规律，无疑将在分子水平上对未来复杂的分子层次以上聚集态体系的研究起着重要的作用，其概念及方法也将超越传统学科的界限。配位化学与化学其它分支学科的结合研究将给配位化学带来新的发展前景。热点二固体化学 固体无机化学是跨越无机化学、固体物理、材料科学等学科的交叉领域，犹如一个以固体无机物的“结构”、“物理性能”、“化学反应性能”、及“材料”为顶点的正四面体，是当前无机化学学科十分活跃的新兴分支学科。 近来该领域不断发现具有特异性能及新结构的化合物。如，高温超导材料、纳米材料、Ce等。固体无机化学主要从固体无机化合物的制备和应用及室温和低热固相化学反应两大方面开展大量的基础性和应用基础性研究工作，取得了一批举世瞩目的研究成果，向信息、能源等各个应用领域提供了各种新材料。例如，在固体无机化合物的制备及应用方面，展 开了对光学材料、多孔晶体材料、纳米相功能材料、无机膜敏感材料、电、磁功

无机化学综合应用

第九题无机化学综合应用 题组一以陌生无机物为载体的综合考查 1．铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下，在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。大多数＋1价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH 等。 (1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为________，某同学实验时却有黑色物质出现，该黑色物质的化学式为________________。 (2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生： a．2Cu2＋＋4I－===2CuI↓(白色)＋I2 b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－===2CuCl↓(白色)＋I2 ①若a反应是主要反应，需要查询的数据是__________________________________。 ②为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是_______________________________。 A．SO2 B．四氯化碳 C．NaOH D．乙醇 (3)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。 ①已知NH5的所有原子都达到稀有气体的稳定结构，NH5是________(填“离子化合物”或“共价化合物”)，在上述反应中NH5作________(填“氧化剂”、“还原剂”或“既不是氧化剂也不是还原剂”)。 ②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式：______________________。 ③将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式。 CuH＋HNO3===Cu(NO3)2＋H2↑＋＋ (4)将实验制得的CuCl样品2.000 g(杂质不参与反应)溶于一定量的0.500 0 mol·L－1 FeCl3溶液中，加水稀释至200 mL得到溶液，取20.00 mL用0.100 0 mol·L－1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗20.00 mL Ce(SO4)2。有关反应离子方程式：Fe3＋＋CuCl===Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－、Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，则样品中CuCl的质量分数为________。 答案(1)砖红色CuO (2)①K sp(CuCl)与K sp(CuI) ②B(3)①离子化合物还原剂 ②2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑③6CuH＋16HNO3===6Cu(NO3)2＋3H2↑＋4NO↑＋8H2O (4)99.50% 解析(1)葡萄糖分子中的醛基被新制Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2则被还原为砖红色的Cu2O，由于反应需加热，故Cu2O有可能被氧化为黑色的CuO。(2)①CuCl2溶液与过量的KI反应，生成的沉淀与CuCl和CuI的K sp的相对大小有关。②由于a反应和b反应在生成白色沉淀的同时，均有I2生成，而CCl4可萃取其中的I2，且与水不互溶，故反应后加CCl4可顺利观察到白色沉淀。 (3)①NH5的所有原子均达到稀有气体的稳定结构，故NH5可写成NH4H(氢化铵)，氢化铵中－1

天津大学无机化学思考题完整版

天津大学无机化学思考 题 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

第一章思考题 1.一气柜如下图所示： A 假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。试问： （1）隔板两边气体的质量是否相等浓度是否相等物质的量不等而浓度相等 （2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?T和P 会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变 2.标准状况与标准态有何不同 标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体 3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值

4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同 试说明之。 5.试用实例说明热和功都不是状态函数。 6.判断下列各说法是否正确： （1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。× （2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。× （3）物体的温度越高，则所含热量越多。× （4）热是一种传递中的能量。√ （5）同一体系： (a)同一状态可能有多个热力学能值。× (b)不同状态可能有相同的热力学能值。√ 7.判断下列各过程中，那个ΔU最大： （1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。 （2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√ （3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。

现代化工的前景与发展

现代化工的前景与发展 现代化工已经渗透到国民经济的发展和人民物质文化生活的改善和提高的几乎所有方面无论是高新尖端技术还是国民经济发展的各种支柱和支撑产业还是人们的衣食住行、生活休闲、医疗保障无不与现代化工的发展密切相关。科学技术是第一生产力一项重大的科学发明会彻底改变人类的生活方式推动社会和经济的迅猛发展。在各个化工学科方面都有了很大的进展。 1.无机化学无机化学领域最为突出的就是支志明的“金属配合物中多重键的反应性研究”他创立了活性钌-氧、钌-氮和钌-碳多重键配合物化学并用于揭示原子和基团向有机底物转移的反应机理最近他开拓了包括钌催化卡宾体转移反应、分子内碳-氮键的形成、用氧对应选择性氧化烯烃以及Wacker型烯烃氧化成醛等在内的一系列可应用于药物合成和精细化学品合成的技术解决了包括氮偶合反应、闭壳金属离子激发态配合物的形成和仿生物有机氧化等多个化学领域难题。在配合物化学理论和材料方面陈小明等发现了新的原位C-C键脱氢偶联和羟基化的配体反应揭示了有机腈与氨的“一锅”环化反应的机理获得了多种具有类似无机沸石拓扑结构和良好吸附性能的新型微孔材料。在功能材料与器件方面任咏华通过分子设计合成了一系列具有丰富发光性质的可溶单核与多核金属炔和硫属过渡金属配合物阐明了他们发光机理指出其发光和光物理受金属、炔和硫属配体以及辅助配体的种类、金属-金属距离、配体成键和桥连模式等影响发现重金属嵌入有机炔和低聚炔可产生新颖高效磷光富碳材料可溶发光金属硫属簇可作为金属硫属半导体材料的模型化合物黄春辉等设计合成了高发光效率的稀土配合物发光材料和铱发光材料获得了以系列具有离子识别功能的双光子荧光传感器通过组装获得了纳米凝胶材料和多种形貌的有机凝胶材料制备了高温固态的电解质材料获得了转化效率可达5的染料敏化固态太阳能电池。 2.物理化学化学热力学是物理化学的基础、经典领域。超临界流体相行为和分子间相互作用热力学是超临界流体的基本性质也是超临界流体理论研究和超临界技术在各领域应用的基础。我国科学家在超临界水和甲醇等方面开展了大量的探索其中利用超临界水制备一系列纳米材料方面取得了较大的进展。比如在超临界书中制备的高度分散的Ru/碳纳米管复合体系对苯催化氢化为环己烷的反应具有非常高的催化活性。这一合成方法预计可以用于一系列复合体系的制备上。陈晓等将超临界二氧化碳和离子液体两种绿色溶剂结合起来以离子液体为极性微环境、超临界二氧化碳为连续相构建新型微乳液体系将离子液体与默写空腔化合物一起组建包合物。 材料热力学是材料科学的重要基础之一对于材料的设计和应用具有重要的指导意义。中国科学院大连化学物理研究所等对新型金属有机骨架化合物储氢材料、高能推进材料、催化材料等的制备及其热化学的研究取得重要研究成果。中南大学建立了适用于多种工业材料的通用热力学模型多组元热力学数据库可为焊接、凝固、非晶、准晶、薄膜生长等各种材料设计提供重要的信息。南开大学等研究了冠醚、环糊精、杯芳烃等合成受体分子/离子识别过程的热力学起源定量研究了所构筑的杯芳烃连接环糊精等多种键和模式的功能超分子体系的分子键合能力和选择性以及热力学参数之间的关系为构筑新型功能超分子体系提供重要的信息。中国科学院化学研究所、河南师范大学、辽宁大学、石油大学等测定了多种离子液体体系的热力学性质为离子液体的开发、应用以及绿色化工过程提供了重要的实验和理论依据。北京化工大学以咪唑类离子液体为代表开发了全

无机化学综合应用

无机化学综合应用 1.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 ②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl SiHCl3＋H2 ③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅 已知SiHCl3，能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。 请回答下列问题： （1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为 。 （2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点－84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为。 （3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）： ①装置B中的试剂是。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 _______________________________________。 ②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是， 装置D不能采用普通玻璃管的原因是，装置D中发生反应的化学方程式为。 ③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度 以及。 ④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的 试剂（填写字母代号）是。 a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液 【分析】 本题主要考查了：反应原理（方程式的书写）、物质的分离提纯、反应条件的控制、物质（Fe）的检验。要求考生具有从信息中提取实质性的内容与已有知识进行整合重组的能力。 第（1）小题，高温下C参与的还原反应的产物是CO而非CO2，所以粗硅的制备原理是：SiO2＋2C Si＋2CO↑ 第（2）小题，对沸点不同的液态混合物分离提纯的方法一般选择分馏（或蒸馏） A B C D