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)同时有氢气生成。反应中，...

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)同时有氢气生成。反应中，每生成3molH2时放出30.8kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应， 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

高三化学单选题简单题查看答案及解析

金属镓（31Ga）是一种广泛应用于电子工业的重要金属，其化学性质与铝相似。

（1）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。反应中消耗1molNH3放出15.4kJ的热量。

①该反应的热化学方程式为____________________________；其平衡常数表达式为_____________。

②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_________________________。

③0.1mol/L的氨水中加入少量的NH4Cl固体，溶液的pH_________（填“升高”或“降低”）；若加入少量明矾，溶液中NH4+的浓度___________（填“增大”或“减小”）。

（2）将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液中得到X溶液。已知:Al(OH)3、Ga(OH)3的酸式电离常数分别为2×10-11、1×10-7，则往X溶液中缓缓通入CO2,最先析出的氢氧化物是______。

（3）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)在阳极溶解,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+2+2+2+,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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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________________。

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氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及新型多相催化剂组成的纳米材料能利用可见光分解水，生成氢气和氧气。

（1）Zn2+基态核外电子排布式为　　 　　　　 　　 　　　　

（2）与CNO－互为等电子体的分子、离子化学式分别为　　　　　　　 、　　　　　　 (各写一种)

（3）ZnO是两性氧化物，能跟强碱溶液反应生成[Zn(OH)4]2-。不考虑空间构型，[Zn(OH)4]2-的结构可用示意图表示为　 　　　　　 　　 ，某种ZnO晶体的晶胞如图1所示，O2－的配位数为　　 　　　　

图1 ZnO晶胞　　　　　　　　　　　　　　　　 图2 GaN晶胞

（4）图2是氮化镓的晶胞模型。其中镓原子的杂化方式为　　　　　 杂化，N、Ga原子之间存在配位键，该配位键中提供电子对的原子是　 　　 　　　　 。氮化镓为立方晶胞，晶胞边长为a pm，若氮化镓的密度为ρg·cm－3，则氮化镓晶胞边长的表达式a＝　　　　 　　 　 pm(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。

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氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。为生成氮化硅膜，可以用NH₃和SiH₄（硅烷）在一定条件下反应并在600℃的加热基板上生成氮化硅膜：

3 SiH₄+4NH₃Si₃N₄+12H₂

（1）以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：

反应原理：4NH₄Cl+Mg₂Si4NH₃↑+SiH₄↑+2MgCl₂（△H < 0）

①NH₄Cl的化学键类型有____________，SiH₄电子式为_______________。

②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是________________________。

③氨气也是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式_______，实验室可利用如图所示装置完成该反应。

在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是_____________。

（2）三硅酸镁（Mg₂Si₃O₈∙nH₂O）难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H₂SiO₃还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_______________________________。将0.184 g三硅酸镁加到50 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，以甲基橙为指示剂，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30 mL，则Mg₂Si₃O₈∙nH₂O的n值为_________。（注：Mg₂Si₃O₈的摩尔质量为260 g/mol）

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镓(Ga)位于周期表的第四周期，与Al同主族，主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形态，被广泛应用于电子工业。

(1)Ga的原子序数为______。

(2)半导体材料氮化稼是由Ga与NH3在一定条件下合成的，该过程中每生成3molH2时，就会放出30.8kJ的热量。

①反应的热化学方程式是________。

②反应的化学平衡翻常数表决达式是_________________。

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_____(填字母代号)．

A.Ⅰ图象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图象中纵坐标可以为稼的转化率

C.Ⅲ图象中纵坐标可以为化学反应速率

D.Ⅳ图象中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量

(3)工业上多用电解精炼法提纯稼。具体原理如下图所示：

已知：金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu

①X为电源的_____极，电解精炼稼时阳极泥的成分是__________；

②在电解过程中使某种离子迁移到达阴极并在阴极放电析出高纯稼, 请写出该电解过程中的电极反应方程式：阳极_________；阴极_________。

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第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常称为高温半导体材料。回答下列问题：

(1)基态Ga原子价层电子的轨道表达式为_________________________，第一电离能介于N和B之间的第二周期元素有_______种。

(2)HCN分子中σ键与π键的数目之比为_______，其中σ键的对称方式为___________。与CN—互为等电子体的分子为___________。

(3)NaN3是汽车安全气囊中的主要化学成分，其中阴离子中心原子的杂化轨道类型为_________。NF3的空间构型为____________。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因_________________________________________________________。

(5)GaN晶胞结构如下图所示。已知六棱柱底边边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA。

① 晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为_____________；

② GaN的密度为______________________g·cm−3(用a、NA表示)。

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将SiCl₄与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH₂)₄。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（Si₃N₄）固体，氧化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。则氮化硅所属的晶体类型是(      )

A.　原子晶体　　B.　分子晶体     C.　离子晶体　　D.　金属晶体

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氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。镓（31Ga）的氧化物和氢氧化物均为两性化合物，工业制备氮化镓的工艺流程如图所示。下列判断正确的是

A.Ga位于第五周期第IIIA族 B.酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3

C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2 D.Ga与NH3反应的另一种生成物可用作航天燃料

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