题目内容

【题目】镍与第VA族元素形成的化合物是重要的半导体材料,其中应用最广泛的是砷化镓(GaAs)。回答下列问题:

(1)基态N原子的核外电子排布式为___________,基态Ga原子核外有___________个未成对电子。

(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol1)的数值依次为577198529626192,由此可推知镓的主要化合价为___________+3。砷的电负性比镓___________(”)

(3)二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为___________

(4)砷化镓可由(CH3)3GaAsH3700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为___________

(5)GaAs为原子晶体,密度为ρg·cm3,其晶胞结构如图所示。GaAs___________键键合。GaAs的原子半径分别为apmbpm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________(列出计算式,可不化简)

【答案】1s22s22p3 1 +1 4 sp2 共价 ×100%

【解析】

(1)根据NGa的原子序数,结合原子构造原理分析解答;

(2)根据电离能差值分析元素的化合价,电离能差值过大说明失去该电子较困难,同周期元素随着原子序数增大,电负性增强,同主族元素随着原子序数增大,电负性增强;根据同一周期元素的电负性变化规律分析比较;

(3)一个Ga4O相连,据此判断配位数;

(4)利用价层电子对互斥模型判断原子杂化方式;

(5)GaAs为原子晶体,原子间以共价键结合;利用均摊法计算一个晶胞中含有的AsGa原子数,通过计算晶胞体积、晶胞中AsGa的总体积就可计算出原子的体积占晶胞体积的百分率。

(1)N7号元素,核外电子排布式是1s22s22p3Ga31号元素,位于第四周期第IIIA,核外电子排布式是[Ar]3d104s24p1,应用一个轨道最多可容纳2个自旋方向相反的电子,所以在3d4s轨道上电子成对,只有4p电子是成单电子,故Ga原子核外有1个未成对电子;

(2)根据Ga失去电子的逐级电离能数值,第一电离能和第二电离能差值较大,且第三电离能和第四电离能数值差别较大,说明失去第二个电子和失去第四个电子较困难,所以呈现的价态是+1+3GaAs是同一周期的元素,一般情况下,同一周期的元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,其电负性越大,所有电负性As>Ga

(3)一个Ga4O相连,所以Ga的配位数为4

(4) (CH3)3GaGa形成3δ键,没有孤电子对,所有Ga原子的杂化方式为sp2杂化;

(5) GaAs为原子晶体,原子间以共价键结合;利用均摊法计算一个晶胞中含有的AsGa原子数,As+6×=4Ga4×1=4,即一个晶胞中含有4GaAs;由于晶胞的密度为ρg·cm3,晶胞的质量m=g,所以晶胞的体积V=cm34Ga原子的体积为V(Ga)=cm34As原子的体积为V(As)=cm3;所以GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%=×100%

练习册系列答案
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【题目】研究发现,NOxSO2是雾霾的主要成分。

Ⅰ. NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。

已知:N2(g)O2(g) 2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol1

2CO(g)O2(g) 2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol1

12NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g) ΔH_________,该反应在_______下能自发进行(填写:高温或低温或任意温度)

2T℃时,将等物质的量的NOCO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(015 min)NO的物质的量随时间变化如上图所示。

①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T℃时达到平衡,此时体系的总压强为p=20MPa,则T℃时该反应的压力平衡常数Kp_______;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NOCO20.3mol,平衡将_____(向左向右”)移动。

15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____(填序号)

A.增大CO浓度 B.升温 C.减小容器体积 D.加入催化剂

Ⅱ. SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。

已知:亚硫酸:Ka1=2.0×10-2 Ka2=6.0×10-7

3请通过计算证明,NaHSO3溶液显酸性的原因:______________________________

4如上方图示的电解装置,可将雾霾中的NOSO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为____________________;若通入的NO体积为4.48L(标况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为________g

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