镓(Ga)与铝位于同一主族,金属镓的熔点是29. 8℃,沸点是2403℃,是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属。
(1)工业上利用镓与NH3在1000℃高温下合成固体半导体材料氮化镓(GaN),同时生成氢气,每生成lmol H2时放出10.27 kJ热量。
写出该反应.的热化学方程式___________________。
(2) 在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生反应,实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图1所示。
①图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系是:KA_____ KC,(填“<”“=”或“>”),理由
是____________。
②在T1和P6条件下反应至3min时达到平衡,此时改变条件并于D点处重新达到平衡,H2的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示(3〜4 min的浓度变化未表示出来),则改变的条件为________(仅改变温度或压强中的一种)。
(3)气相平衡中用组份的平衡分压(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),用含P6的式子表示B点的Kp=_____________。
(4)电解精炼法提纯嫁的具体原理如下:以粗镓(含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH溶液为电解质,在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为:Zn2+3+2+2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是________________。
②镓在阳极溶解生成的Ga3+与.NaOH溶液反应生成GaO2-,该反应的离子方程式为_________________;
GaO2-在阴极放电的电极反应式是________________。
高三化学简答题中等难度题
镓(Ga)与铝位于同一主族,金属镓的熔点是29. 8℃,沸点是2403℃,是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属。
(1)工业上利用镓与NH3在1000℃高温下合成固体半导体材料氮化镓(GaN),同时生成氢气,每生成lmol H2时放出10.27 kJ热量。
写出该反应.的热化学方程式___________________。
(2) 在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生反应,实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图1所示。
①图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系是:KA_____ KC,(填“<”“=”或“>”),理由
是____________。
②在T1和P6条件下反应至3min时达到平衡,此时改变条件并于D点处重新达到平衡,H2的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示(3〜4 min的浓度变化未表示出来),则改变的条件为________(仅改变温度或压强中的一种)。
(3)气相平衡中用组份的平衡分压(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),用含P6的式子表示B点的Kp=_____________。
(4)电解精炼法提纯嫁的具体原理如下:以粗镓(含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH溶液为电解质,在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为:Zn2+3+2+2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是________________。
②镓在阳极溶解生成的Ga3+与.NaOH溶液反应生成GaO2-,该反应的离子方程式为_________________;
GaO2-在阴极放电的电极反应式是________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
镓是一种低熔点高沸点的稀有金属,有“电子工业脊梁”的美誉,被广泛应用到光电子工业和微波通信工业;镓(Ga)与铝位于同一主族,金属镓的熔点是29.8℃,沸点是2403℃。
(1)工业上利用Ga(l)与NH3(g)在1000℃高温下合成半导体固体材料氮化镓(GaN),同时生成氢气,每生成lmol H2时放出10.3 kJ热量。写出该反应的热化学方程式__________________。
(2)在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生反应,实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图1所示。
① 图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系是:KA_____KC,(填“<”、“=”或“>”),理由是__________________________________________________。
② 该反应在T1和P6条件下至3min时达到平衡,此时改变条件并于D点处重新达到平衡,H2的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示(3~4 min的浓度变化未表示出来),则改变的条件为__________(仅改变温度或压强中的一种)。
(3)若用压强平衡常数Kp表示,此时B点对应的Kp=__________(用含P6的式子表示)(Kp为压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,气体平衡分压=总压×气体体积分数)
(4)电解精炼法提纯镓的具体原理如下:以粗镓(含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH溶液为电解质。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+<Cu2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是_________。
②阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO2-,写出GaO2-在阴极放电的电极反应式是_____________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥,是一种用途广泛的化工原料。金属镓是一种广泛用于电子工业 和通讯领域的重要金属,镓元素(31Ga)在元素周期表中位于第四周期 IIIA 族,化学性质与铝元素相似。
(1)如图是当反应器中按 n(N2):n(H2)=1:3 投料后,在 200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中 NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。
①曲线 a 对应的温度是_____________。
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是____________(填字母)。
A.及时分离出 NH3 可以提高 H2 的平衡转化率
B.根据勒夏特列原理,一般采用高温下发生反应
C.上图中 M、N、Q 点平衡常数 K 的大小关系是 K(M) = K(Q) >K(N)
③M 点对应的 H2 转化率是____________。
(2)工业上利用 Ga 与 NH3 合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时有氢气生成。反应中,生成 3 mol H2 时就会放出30.8 kJ 的热。
①该反应的热化学方程式是____________________。
②反应的化学平衡常数表达式是____________。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是____________。
A.I 图像中如果纵坐标为正反应速率,则 t 时刻改变的条件可以为升温
B.II 图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.III 图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
④氮化镓(GaN)性质稳定,但能缓慢的溶解在热的 NaOH 溶液中,该反应的离子方程式是:___________________。
(3)将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液中得到溶液 X。己知:
Al(OH)3 | Ga(OH)3 | |
酸式电离常数 Ka | 2×10- 11 | 1×10- 7 |
碱式电离常数 Kb | 1.3×10- 33 | 1.4×10- 34 |
往 X 溶液中缓缓通入 CO2,最先析出的氢氧化物是____________。
(4)工业上以电解精炼法提炼镓的原理如下:以待提纯的粗镓(内含 Zn、Fe、Cu 杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以 NaOH 水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓在阳极溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技 术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①己知离子氧化性顺序为:Zn2+<Ga3+< Fe2+<Cu2+,电解精炼镓时阳极泥的成分是____________。
②GaO2- 在阴极放电的电极方程式是___________。
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金属稼是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属,稼元素(31Ga)在元素周期表中位于第四周期,IIIA族,化学性质与铝元素相似。
(1)稼元素的原子结构示意图是_______________________。
(2)工业上利用Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化稼(GaN)同时又有氢气生成。反应中,每生成3molH2时就会放出30.8kJ的热量。
①反应的热化学方程式是________________________;
②反应的化学平衡常数表达式是___________________,温度升高时,反应的平衡常数_____________(填“变大”“变小”或“不变”);[
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是__________
A.I图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.II图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.III图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.IV图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
(3)工业上提纯镓的方法很多,其中以电解精炼法为多。具体原理如下:以待提纯的粗稼(内含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯稼为阴极,以NaOH水溶液为电解质溶液。 在电流作用下使粗镓在阳极溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①己知离子氧化性顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+<Cu2+,电解精炼镓时阳极泥的成分是________________;
② GaO2-在阴极放电的电极方程式是________________________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料。某工厂利用铝土矿(成分为Al2O3、Ga2O3、Fe2O3等)为原料制备GaN的流程如下图所示:
已知:镓与铝同主族,镓的熔点是29.8°C,沸点是2403°C;其氧化物和氢氧化物均为两性化合物;氢氧化物的电离常数如下:
两性氢氧化物 | Al( OH)3 | Ga( OH)3 |
酸式电离常数Ka | 2×10-11 | 1×10-7 |
碱式电离常数Kb | 1.3×10-33 | 1.4×10-34 |
回答下列问题:
(1)为了提高 “碱溶”效率应采用的措施是__________(回答两种措施)。
(2)滤渣1的成分是_________。
(3)滤液2中通入过量CO2的理由是________(用离子方程式表示)。
(4)流程中利用镓与NH3在1000℃反应生成固体半导体材料 GaN,每生成l molGaN时放出15. 45 kJ热量,写出该反应的热化学方程式________。
(5)在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生反应 ,测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强 P和温度T 的关系曲线如下图所示。图中A 点和C点化学平衡常数的大小关系: KA____KC (填“<”“=”或 “ > ”) , 判断的依据是________。
(6)已知铝土矿中Ga2O3的质量分数为 a%,某工厂使用 w 吨铝土矿经过一系列反应, 反应过程中镓元素的总利用率为 b%能制得________吨氮化镓
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
金属镓是广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属,化学性质与铝元素相似。
(1)工业上提纯镓的方法很多,其中以电解精炼法为多。具体原理如下:以待提纯的粗镓(内含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓在阳极溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为Zn2+<Ga3+<Fe2+<Cu2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是_______。
②GaO2-在阴极放电的电极方程式是__________________________。
(2)工业上利用固态Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时又有氢气生成。反应中每生成3 mol H2时就会放出30.8 kJ热量。
①该反应的热化学方程式为__________________________。
②一定条件下,加入一定量的Ga与NH3进行上述反应,下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_______________。
A.恒温恒压下,混合气体的密度不变
B.断裂3 mol H—H键,同时断裂2 mol N—H键
C.恒温恒压下达平衡后再加入2 mol H2使平衡移动,NH3消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率
D.升高温度,氢气的生成速率先增大再减小
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
金属镓是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属,化学性质与铝元素相似。
(1)工业上提纯镓的方法很多,其中以电解精炼法为多。具体原理如下:以待提纯的粗镓(内含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓在阳极溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+<Cu2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是_________________。
②GaO2-在阴极放电的电极方程式是_______________________。
(2)工业上利用柜台Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时又有氢气生成。反应中每生成3mol H2时就会放出30.8kJ热量。
①该反应的热化学方程式为__________________。
②一定条件下,加入一定量的Ga与NH3进行上述反应,下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_________________。
A.恒温恒压下,混合气体的密度不变
B.断裂3molH-H键,同时断裂2molN-H键
C.恒温恒压下达平衡,加入2molH2使平衡移动,NH3的消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率
D.升高温度,氢气的生成速率先增大再减小,最后不变
(3)在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生反应,实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强的关系曲线如图1所示。
①比较图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系:K1A1________________K1C1,(填“<”、“=”或“>”),理由是________________________________
②在T1和P6的条件下,往密闭容器中充入2molNH3和足量的Ga,该反应在第5min时达到平衡,此时容器的体积为3L。
a.若温度保持T1℃不变,压强恒定在P7的条件下重新达到平衡状态A(P7、50%)时,容器的体积变为起始体积的______________倍。
b.若T1和P6条件下反应至3min时刻,改变条件并与D点处达到平衡,H2的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示(3~4min的浓度变化未表示出来),则改变的条件为_________(仅改变温度或压强中的一种)
(4)在工业上利用N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氮气。对于气相反应,用某组份(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数(记作Kp),且PB=P×B的体积分数。则该反应的化学平衡常数表达式(Kp)是_____。恒温恒压下,在一容积可变的容器中,该反应达到平衡状态时,N2、H2、NH3各1mol,若此时再充入3molN2,则平衡_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
镓(31Ga)是一种重要金属元素,镓及其化合物在电子工业、光电子工业、国防工业和超导材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ga原子占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为__________,未成对电子数为________________。
(2)Ga(NO3)3中阴离子的立体构型是_____________,写出一个与该阴离子的立体构型相同的分子的化学式___________。
(3)2-甲基-8-羟基喹啉镓(如图)应用于分子印迹技术,2-甲基-8-羟基喹啉镓中五种元素电负性由大到小的顺序是____________________________(填元素符号),提供孤电子对的成键原子是_____________。
(4)一种硅镓半导体材料的晶胞结构如图所示由硫、镓、银形成的化合物的晶胞是底面为正方形的长方体,结构如下图所示,则该晶体中硫的配位数为___________,晶胞底面的边长a=5.75 nm,高h=10.30nm,该晶体密度为__________________g·cm-3(列出计算式即可)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
镓(31Ga)是一种重要金属元素,镓及其化合物在电子工业、光电子工业、国防工业和超导材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ga原子占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为__________,未成对电子数为________________。
(2)Ga(NO3)3中阴离子的立体构型是_____________,写出一个与该阴离子的立体构型相同的分子的化学式___________。
(3)2-甲基-8-羟基喹啉镓(如图)应用于分子印迹技术,2-甲基-8-羟基喹啉镓中五种元素电负性由大到小的顺序是____________________________(填元素符号),提供孤电子对的成键原子是_____________。
(4)一种硅镓半导体材料的晶胞结构如图所示由硫、镓、银形成的化合物的晶胞是底面为正方形的长方体,结构如下图所示,则该晶体中硫的配位数为___________,晶胞底面的边长a=5.75 nm,高h=10.30nm,该晶体密度为__________________g·cm-3(列出计算式即可)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
硅、锗(32Ge,熔点 937℃)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料,在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。
(1)硅在元素周期表中的位置是________。
(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物 RCl4(R代表Si和Ge),从原子结构角度解释原因 _______。
(3)自然界矿石中锗浓度非常低,因此从锗加工废料(含游离态锗)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取锗的流程:
①NaClO 溶液浸取含锗废料中的锗时发生反应的离子方程式为_____;为了加NaClO 溶液浸取含锗废料的速率,可以采取的措施有_____。
②操作 1 和操作 2 是____。
③ GeO2 的熔点为 1086℃,利用氢气还原GeO2,每生成 146kg 的锗放出 akJ 的热量,该反应的热化学方程式为_______。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析