【題目】鎵(Ga)與鋁位于同一主族,金屬鎵的熔點(diǎn)是29. 8℃,沸點(diǎn)是2403℃,是一種廣泛用于電子工業(yè)和通訊領(lǐng)域的重要金屬。

(1)工業(yè)上利用鎵與NH3在1000℃高溫下合成固體半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN),同時(shí)生成氫氣,每生成lmol H2時(shí)放出10.27 kJ熱量。

寫(xiě)出該反應(yīng).的熱化學(xué)方程式___________________。

(2)在密閉容器中,充入一定量的Ga與NH3發(fā)生反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)平衡體系中NH3的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)P和溫度T的關(guān)系曲線如圖1所示。

①圖1中A點(diǎn)和C點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)的大小關(guān)系是:KA_____ KC,(填“<”“=”或“>”),理由是____________。

②在T1和P6條件下反應(yīng)至3min時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)改變條件并于D點(diǎn)處重新達(dá)到平衡,H2的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖2所示(34 min的濃度變化未表示出來(lái)),則改變的條件為________(僅改變溫度或壓強(qiáng)中的一種)。

(3)氣相平衡中用組份的平衡分壓(PB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)(記作Kp),用含P6的式子表示B點(diǎn)的Kp=_____________。

(4)電解精煉法提純嫁的具體原理如下:以粗鎵(含Zn、Fe、Cu雜質(zhì))為陽(yáng)極,以高純鎵為陰極,以NaOH溶液為電解質(zhì),在電流作用下使粗鎵溶解進(jìn)入電解質(zhì)溶液,并通過(guò)某種離子遷移技術(shù)到達(dá)陰極并在陰極放電析出高純鎵。

①已知離子氧化性順序?yàn)椋篫n2+3+2+2+。電解精煉鎵時(shí)陽(yáng)極泥的成分是________________。

②鎵在陽(yáng)極溶解生成的Ga3+與.NaOH溶液反應(yīng)生成GaO2-,該反應(yīng)的離子方程式為_________________;

GaO2-在陰極放電的電極反應(yīng)式是________________

【答案】 2Ga(l)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g) ΔH=-30.81 kJ·mol-1 < 該反應(yīng)是放熱反應(yīng),其他條件一定時(shí),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),K減小 增大容器體積(或減小壓強(qiáng)) Fe、Cu Ga3++4OH-=GaO2-+2H2O GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-

【解析】1)本題考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě),根據(jù)題意生成1molH2,因此熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2/3Ga(l)2/3NH3(g)=2/3GaN(s)H2(g) H=10.27kJ·mol1,整理得:2Ga(l)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g) ΔH=-30.81kJ·mol1;(2)本題考查勒夏特列原理,①此反應(yīng)是放熱反應(yīng),作等壓線,溫度越高,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,氨氣的體積分?jǐn)?shù)越大,即T1>T2,化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,A點(diǎn)溫度高于C的溫度,因此KA<KC②根據(jù)圖2,4min是氫氣的濃度降低,因此改變是壓強(qiáng),即降低壓強(qiáng),或增大容積的體積;(3)考查平衡常數(shù)的計(jì)算,根據(jù)圖像,B點(diǎn)氨氣的體積分?jǐn)?shù)為0.4,根據(jù)反應(yīng)方程式,只有兩種氣體一種是氨氣,另一種是氫氣,因此氫氣的體積分?jǐn)?shù)為0.6,依據(jù)信息,因此有Kp=;(4)考查精煉鎵,以及氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě),①根據(jù)離子氧化性順序,推出其單質(zhì)金屬性強(qiáng)弱的順序是Zn>Ga>Fe>Cu,金屬性強(qiáng)的先失電子,因此陽(yáng)極泥是FeCu;②生成物是GaO2,因此離子反應(yīng)式為Ga34OHGaO2+2H2O ,根據(jù)信息,GaO2在陰極上放電,析出高純鎵,因此陰極反應(yīng)式為GaO23e2H2O=Ga4OH

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】某氣態(tài)烴A,1 mol能與2 mol HCl完全加成生成BB上的氫原子被Cl原子完全取代需要8 molCl2,則A可能是(

A. 丙炔B. 2-丁炔C. 2-丁烯D. 2-甲基丙烯

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【題目】下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. 銨鹽不穩(wěn)定,受熱分解都產(chǎn)生氨氣

B. N2是空氣中的主要成分之一,雷雨時(shí)可直接轉(zhuǎn)化為NO2

C. 由于濃硫酸有強(qiáng)氧化性,因此不能用鐵罐貯存濃硫酸

D. 濃硝酸不穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)室保存在棕色試劑瓶中

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【題目】氮的化合物在農(nóng)藥生產(chǎn)及工業(yè)制造業(yè)等領(lǐng)域用途非常廣泛,請(qǐng)根據(jù)提示回答下列相關(guān)問(wèn)題:

(1)基態(tài)氮原子的價(jià)層電子排布式為__________________,碳、氮、氧元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>_________________(用元素符號(hào)表示)。

(2)NH4Cl中氮原子的雜化方式為____________,與NH4互為等電子體的一種非極性分子的化學(xué)式為_______________。

(3)NH4Cl受熱易分解產(chǎn)生氨氣,向CuSO4溶液中通入氨氣至過(guò)量,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,隨后沉淀溶解得到深藍(lán)色溶液,該溶液中存在的配離子的結(jié)構(gòu)式為___________________。

(4)氨(NH3)和膦(PH3)是兩種三角錐形氣態(tài)氫化物,其鍵角分別為107°和93.6°,試分析PH3的鍵角小于NH3的原因__________________________________________________。

(5)第VA族氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)如下圖所示,試解釋沸點(diǎn)PH33,PH333的原因____________________________________________________________________

(6)氮化鎵是具有重要應(yīng)用價(jià)值的半導(dǎo)體,其部分晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,每個(gè)晶胞中Ga原子個(gè)數(shù)為____個(gè),若晶胞底邊長(zhǎng)為a nm,高為c nm,則氮化鎵的晶體密度為___________g/cm3

(用含a、c的代數(shù)式表示,阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】碳、硫和氮的氧化物與大氣污染密切相關(guān),對(duì)CO2、SO2和NO2的研究很有意義.

(1)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)NOx與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí),涉及如下反應(yīng):

I:2NO2(g)+NaCl(g) NaNO3(g)+ClNO(g) ΔH1<0(平衡常數(shù)為K1

II:2NO(g)+ Cl(g) 2ClNO(g) ΔH2<0(平衡常數(shù)為K2

III:4NO2(g)+2NaCl(g) 2NaNO2(g)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH3 (平衡常數(shù)為K3

反應(yīng)III中K3=___________(用K1、K2表示),ΔH3 =_______(用ΔH1、ΔH2表示)。若反應(yīng)II在恒溫、恒容條件下進(jìn)行,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________________

A.容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)保持不變

B.v(NO)=v(Cl2)

C.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

D.容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變

(2)汽車(chē)尾氣中排放的NOx和CO會(huì)污染環(huán)境,在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx和CO的排放,為了模擬應(yīng):2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作情況,控制一定條件,讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,用傳感器測(cè)得不同時(shí)間NO(g)和CO(g)的濃度如下表:

時(shí)間/S

0

1

2

3

4

5

c(NO)/(10-4mol/L)

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

c(CO)/(10-3mol/L)

3.60

3.05

2.85

2.75

2.70

2.70

平衡時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率ɑ(NO)=_________________,

此溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________。

(3)科學(xué)家提出由CO2制取C的工藝如圖所示。已知:在重整系統(tǒng)中n(FeO): n(CO2)=5 : 1則在“熱分解系統(tǒng)”中,F(xiàn)exOy的化學(xué)式為__________________

(4)NQx可“變廢為寶”,由NO電解可制備N(xiāo)H4NO3,其工作原理如圖所示(M、N為多孔電極)。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需向電解產(chǎn)物中補(bǔ)充適量NH3。電解時(shí)M和電源________極(填“正或負(fù)”)相連,書(shū)寫(xiě)N極發(fā)生的電極反應(yīng)式_____________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某烴的衍生物A,分子式為C6H12O2。實(shí)驗(yàn)表明A跟氫氧化鈉溶液共熱生成BC,B跟鹽酸反應(yīng)生成有機(jī)物D,C在銅催化和加熱條件下氧化為E,其中D、E都不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。由此判斷A的可能結(jié)構(gòu)有

A6 B4 C3 D2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某課外小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的裝置如下圖所示,A中放有濃硫酸,B中放有乙醇、無(wú)水醋酸,D中放有飽和碳酸鈉溶液。

已知:①無(wú)水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的 CaCl2·6C2H5OH;

②有關(guān)有機(jī)物的沸點(diǎn)如下:

乙醚34.7℃ 乙醇78.5℃ 乙酸1181℃ 乙酸乙酯77.1℃

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)儀器A的名稱(chēng)___________,濃硫酸的作用為____________;

(2)球形干燥管C的作用是___________________;

(3)若參加反應(yīng)的乙醇為CH3CH2l8OH,請(qǐng)寫(xiě)出用該乙醇制備乙酸乙酯的化學(xué)方程式______________;

(4)從D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水。若將其凈化提純,常先加入無(wú)水氯化鈣,分離出_________;再加入_________(此空從下列選項(xiàng)中選擇①堿石灰、②生石灰、③無(wú)水硫酸鈉);然后進(jìn)行蒸餾,收集77℃左右的餾分,以得到較純凈的乙酸乙酯。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定溫度下,在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng):2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達(dá)到平衡,下列說(shuō)法正確的是

A. 該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B. 達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的小

C. 達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍

D. 達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】乙烯的產(chǎn)量通常用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工水平。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

(1)乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________。

(2)可以區(qū)別甲烷和乙烯的試劑是_________(填正確選項(xiàng)的編號(hào))。

A.濃硫酸 B.碳酸鈉溶液 C.溴的四氯化碳溶液 D.酸性高錳酸鉀溶液

(3)CH3CH3可以通過(guò)乙烯和_________反應(yīng)生成。

(4)已知 2CH3CHO+ O22CH3COOH。若以乙烯為主要原料合成乙酸,其合成路線如下所示:

反應(yīng)②的化學(xué)方程式為______________________

工業(yè)上以乙烯為原料生產(chǎn)聚乙烯的化學(xué)方程式為_________,反應(yīng)類(lèi)型屬于_______。

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