【題目】鎵與ⅤA族元素形成的化合物是重要的半導體材料,應用最廣泛的是砷化鎵(GaAs);卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為__________,基態(tài)As原子核外有__________個未成對電子。
(2)鎵失去電子的逐級電離能(單位:kJ·mol-1)的數(shù)值依次為577、1985、2962、6192,由此可推知鎵的主要化合價為__________和+3。砷的電負性比鎵__________(填“大”或“小”)。
(3)比較下列鎵的鹵化物的熔點和沸點,分析其變化規(guī)律及原因:__________________________。
鎵的鹵化物 | GaCl3 | GaBr3 | GaI3 |
熔點/℃ | 77.75 | 122.3 | 211.5 |
沸點/℃ | 201.2 | 279 | 346 |
GaF3的熔點超過1000℃,可能的原因是_______________________________________。
(4)二水合草酸鎵的結構如圖所示,其中鎵原子的配位數(shù)為__________,草酸根中碳原子的雜化方式為__________。
(5)砷化鎵熔點為1238℃,立方晶胞結構如圖所示,晶胞參數(shù)為a=565pm,該晶體的類型為__________,晶體的密度為__________(設NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,列出算式即可)g·cm-3。
【答案】 [ Ar ]3d104s24p1(或1s22s22p63s23p63d104s24p1) 3 +1(寫+1、+2) 大 GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸點依次升高。它們均為分子晶體,結構相似,相對分子質量依次增大,分子間作用力依次增強 GaF3為離子晶體 4 Sp2 原子晶體
【解析】(1) Ga的原子序數(shù)為31,所以基態(tài)原子的電子排布式為[ Ar ]3d104s24p1(或1s22s22p6 3s23p6 3d104s24p1);As的原子序數(shù)為33,則基態(tài)原子的電子排布式為[ Ar ]3d104s24p3,所以基態(tài)As原子核外有3個未成對電子;
(2)電離能是氣態(tài)原子失去電子所需要的能量,由鎵的前四級電離能可知,其主要化合價為+1、+3,由于As的最外層電子排布為4s24p3,是全滿或半滿,而Ga的最外層電子排布為4s24p1,特別是4p1易失電子,所以砷的電負性比鎵大;
(3)表中數(shù)據(jù)顯示,鎵的鹵化物的熔點和沸點都不高,且按照氯、溴、碘依次升高,原因是它們的組成相同,結構相似,都是分子晶體,所以隨著相對分子質量的增大,分子間作用力增大,故熔沸點升高;而GaF3的熔點超過1000℃,是由于F的電負性很大,形成的GaF3是離子晶體;
(4)由二水合草酸鎵的結構圖可得,鎵原子的配位數(shù)為4;草酸根中碳原子與羧基中的碳原子的雜化方式相同,形成的都是平面結構,所以應該是sp2雜化;
(5)由于該晶體的熔點高,且砷和鎵都不是活潑元素,所以該晶體是原子晶體,其化學式為Ga4As4,該晶胞的質量m=g,體積為V =(565×10-10)3 cm3,則其密度為 g/cm3。
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【題目】乙烯在化工生產領域應用廣泛。
(1)乙烯能合成很多有實用價值的有機物。
①試劑a是_____________。
②反應Ⅰ的反應類型是_____________。
(2)以原油為起始原料合成聚乙烯的路線如下圖所示。
①聚乙烯的結構簡式是_____________。
②寫出分子式符合C4H10的有機物的結構簡式_____________。
(3)已知:CH3CHOCH3COOH。以CH2=CH2為起始原料,選用必要的無機試劑合成乙酸乙酯,寫出合成路線(用結構簡式表示有機物,用箭頭表示轉化關系,箭頭上注明試劑和反應條件)。
____________________________________________________。
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【題目】最近有研究人員發(fā)現(xiàn)了一種處理高濃度乙醛廢水的新方法一隔膜電解法,乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應,轉化為乙醇和乙酸。實驗室以一定濃度的乙醛—Na2SO4 溶液為電解質溶液,模擬乙醛廢水的處理過程,其裝置如圖所示。下列說法正確的是
A. 電解過程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產生了無色氣體,則陽極產生的是O2
B. 陽極反應為CH3CHO-2e-+2H+=CH3COOH+H2O
C. 電解過程中,陰極區(qū)Na2SO4的物質的量增大
D. 若以CH4—空氣燃料電池為直流電源,燃料電池的b 極應通入空氣
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【題目】25℃時,相同的鎂條與下列酸溶液反應,反應開始時放出H2最快的是( )
A.10mL 1mol/L 硫酸B.10mL 1mol/L 醋酸
C.10mL 3mol/L 硝酸D.40mL 1mol/L 鹽酸
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【題目】鋰離子電池廣泛用作便攜式電源,其正極材料是決定鋰離子電池可逆容量與循環(huán)壽命的關鍵因素之一。鋰二次電池一般以LiCoO2、LiFePO4等為正極材料,以石墨碳為負極材料,以溶有LPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC)為電解液。充電時,Li+從正極層狀氧化物的晶格間脫出進入有機電解液,有機電解液中的Li+則進入負極,得電子后以原子形式嵌入到石墨材料的晶格中,即:6C+xLi++xe-=LixC6,如圖所示:
(1)如圖所示,已知該電池電極總反應:LiCoO2+CLi1-xCoO2+CLix,充電時,該電池的正極上的反應為_______________________。
(2)放電時負極材料質量________(填“增加”、“減小”或“不變”)
(3)在實驗室中,可用下列方案從廢舊鋰離子電池的正極材料中(主要含有LiCoO2、炭粉及少量Al、Fe等)回收鈷和鋰。
①溶解過程中,通入SO2時所發(fā)生反應的化學方程式為________________________;
②除雜過程中,所得沉淀的主要成分是___________________;(寫化學式)
③常溫下,已知Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15,若沉淀鈷時pH=9.5,則溶液中Co2+是否沉淀完全?請列式計算說明。 _______________________________________________。
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【題目】乙烯的產量是衡量一個國家石油化工水平的標志,乙烯有如下轉化關系。
請回答下列問題:
(1)乙烯的結構簡式為______。
(2)B所含官能團的名稱為____________。
(3)③的反應類型是____________。
(4)濃硫酸的作用是________________。
(5)反應①的化學方程式為________________________________________________。
反應②的化學方程式為_____________________________________________________。
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【題目】在恒容絕熱條件下,一定能說明反應A(g)+B(?)2C(g)已達到平衡狀態(tài)的是
A. 容器內的密度不再變化 B. C的生成速率與A的分解速率之比為2:1
C. 混合物的平均摩爾質量不再變化 D. 容器內的溫度不再發(fā)生變化
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【題目】合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。其原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.2 kJ·mol-1 ,據(jù)此回答以下問題:
(1)①某溫度下,若把 10 mol N2 與 30 mol H2置于體積為 10 L 的密閉容器內,反應達到平衡狀態(tài)時,測得混合氣體中氨的體積分數(shù)為 20%,則該溫度下反應的K=_______ (可用分數(shù)表示)。
②對于合成氨反應而言,下列有關圖像一定正確的是______(選填序號)。
③在堿性溶液中通過電解法可以實現(xiàn)由 N2 制取 NH3:2N2+6H2O4NH3+3O2,陰極的電極反應式是_______________。
(2)室溫下,若將 0.1 mol·L-1 鹽酸滴入 20 mL 0.1 mol·L-1 氨水中,溶液 pH 隨加入鹽酸體積的變化曲線如下圖所示。
①NH3·H2O 的電離方程式是_______________。
②b 點所示溶液中的溶質是_______________。
③c 點所示溶液中,離子濃度從大到小的關系為_______________。
④常溫下,若將 amol/LNH3·H2O 與等體積的 bmol/L 的鹽酸混合,充分反應后溶液呈中性(不考慮氨水和鹽酸的揮發(fā)),則該溫度下 NH3·H2O 的電離常數(shù)Ka=___________(用含 a 和 b 的代數(shù)式表示)
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