题目内容
【题目】氮化镓(GaN)是第三代半导体材料，具有热导率高、化学稳定性好等性质，在光电领域和高频微波器件应用等方面有广阔的前景。
(1)传统的氮化镓制各方法是采用GaC13与NH3在一定条件下反应。NH3的电子式为___。
(2)Johnson等人首次在1100℃下用液态镓与氨气制得氮化镓固体，该可逆反应每生成1 mol H2放出10.3 kJ热量。其热化学方程式为_________。
(3)在恒容密闭容器中，加入一定量的液态镓与氨气发生上述反应，测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。
①下列说法正确的是___（填标号）。
a. 温度：T1>T2
b. 当百分含量ω(NH3)=ω(H2)时，说明该反应处于化学平衡状态
c. A点的反应速率小于C点的反应速率
d. 温度恒定为T2，达平衡后再充入氦气(氦气不参与反应)，NH3的转化率不变
②既能提高反应速率又能使平衡正向移动的措施有___(写出一条即可)。
③气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用平衡分压代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp)。在T2时，用含p6的计算式表示C点的______。
(4)如图可表示氮化镓与铜组装成的人工光合系统的工作原理。H+向______（填“左”或“右”）池移动；铜电极上发生反应的电极反应式为_______。
【答案】
2Ga(l)+2NH3(g)
2GaN(s)+3H2(g) △H=-30.9 kJ/mol ad 增大NH3浓度 
Pa 右 CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
【解析】
(1)NH3中N原子与3个H原子形成三个共价键；
(2)Ga与NH3发生反应产生GaN和H2，根据物质反应放出的热量与反应的物质呈正比，结合物质的状态书写反应方程式；
(3)①根据温度、压强对化学反应速率和化学平衡影响，结合平衡状态的特征分析判断；
②根据外界条件对对化学反应速率和化学平衡影响分析；
③根据图示可知C点时NH3的体积分数是30%，则H2的体积分数是70%，利用平衡常数的含义列式计算；
(4)根据同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引判断H+移动方向，根据C、O元素化合价的变化，结合负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应书写Cu电极反应式。
(1)NH3中N原子最外层有5个电子，其中的3个成单电子与3个H原子的电子形成三个共价键，电子式为：；
(2)Ga与NH3发生反应产生GaN和H2，根据实验：在1100℃下用液态镓与氨气反应制得氮化镓固体，测得每反应产生1 mol H2放出10.3 kJ热量，由于该反应为可逆反应，则该反应的热化学方程式为2Ga(l)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g) △H=-30.9 kJ/mol；
(3)①a.该反应的正反应是放热反应，根据图示可知，在压强相同时，NH3在温度为T1的含量比温度为T2时的含量高，根据平衡移动原理，升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致NH3的含量升高，所以温度T1>T2，a正确；
b. NH3、H2的含量高低与开始加入NH3的多少及外界条件有关，不能根据二者含量相同判断反应是否处于平衡状态，b错误；
c. A点的温度比C点高，压强比C点大，由于升高温度化学反应速率加快；增大压强，化学反应速率也加快，所以A点的反应速率大于C点的反应速率，c错误；
d. 温度恒定为T2，达平衡后再充入氦气，由于氦气不参与反应，不能改变反应体系中任何一种气体物质的浓度，因此化学平衡不发生移动，故NH3的转化率不变，d正确；
故合理选项是ad；
②反应2Ga(l)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)的正反应是气体体积增大的放热反应，既能提高反应速率又能使平衡正向移动，可以通过增大反应物NH3的浓度的方法；
③根据图示可知C点时NH3的体积分数是30%，则H2的体积分数是70%，用平衡分压表示的该反应的化学平衡常数Kp=
Pa；
(4)根据图示可知GaN电极上H2O失去电子产生O2和H+，电子由导线流向Cu电极，Cu电极上负电荷较多，所以H+由左池向右池移动；在Cu电极上CO2得到电子，与溶液中的H+结合形成CH4、H2O，Cu电极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。
阅读快车系列答案【题目】现有前四周期的5种元素的部分信息如下表所示：
元素代号 | 元素部分信息 |
X | X的阴离子核外电子云均呈球形 |
Y | 原子的最高能级上有3个未成对电子，其最简单气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的最简单气态氢化物中最大 |
Z | 基态原子核外有3个能级填充了电子，能量最高能级的电子数等于前两个能级的电子数之和 |
R | 元素原子的最外层电子排布式为nsn-1npn-1 |
T | 一种核素的质量数为65，中子数为36 |
根据上述元素信息，回答下列问题。
（1）基态T2+的电子排布式为__。
（2）Y、Z、R的电负性由大到小的顺序为__（用元素符号表示）。
（3）YX4+的空间构型为__，离子中
原子的杂化轨道类型为___，YX4+的电子式为__。
（4）YX3的一种等电子体分子是__，YX3的键角大于X2Z的键角的主要原因是__。
