题目内容
【题目】镓与ⅤA族元素形成的化合物是重要的半导体材料，应用最广泛的是砷化镓(GaAs)。回答下列问题：
（1）基态Ga原子的核外电子排布式为__________，基态As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·mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为__________和+3。砷的电负性比镓__________(填“大”或“小”)。
（3）比较下列镓的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：__________________________。
镓的卤化物 | GaCl3 | GaBr3 | GaI3 |
熔点/℃ | 77.75 | 122.3 | 211.5 |
沸点/℃ | 201.2 | 279 | 346 |
GaF3的熔点超过1000℃，可能的原因是_______________________________________。
（4）二水合草酸镓的结构如图所示，其中镓原子的配位数为__________，草酸根中碳原子的杂化方式为__________。
（5）砷化镓熔点为1238℃，立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a=565pm，该晶体的类型为__________，晶体的密度为__________(设NA为阿伏加德罗常数的数值，列出算式即可)g·cm-3。
【答案】 [ Ar ]3d104s24p1(或1s22s22p63s23p63d104s24p1) 3 +1(写+1、+2) 大 GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高。它们均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强 GaF3为离子晶体 4 Sp2 原子晶体 
【解析】(1) Ga的原子序数为31，所以基态原子的电子排布式为[ Ar ]3d104s24p1(或1s22s22p6 3s23p6 3d104s24p1)；As的原子序数为33，则基态原子的电子排布式为[ Ar ]3d104s24p3，所以基态As原子核外有3个未成对电子；
(2)电离能是气态原子失去电子所需要的能量，由镓的前四级电离能可知，其主要化合价为+1、+3，由于As的最外层电子排布为4s24p3，是全满或半满，而Ga的最外层电子排布为4s24p1，特别是4p1易失电子，所以砷的电负性比镓大；
(3)表中数据显示，镓的卤化物的熔点和沸点都不高，且按照氯、溴、碘依次升高，原因是它们的组成相同，结构相似，都是分子晶体，所以随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，故熔沸点升高；而GaF3的熔点超过1000℃，是由于F的电负性很大，形成的GaF3是离子晶体；
(4)由二水合草酸镓的结构图可得，镓原子的配位数为4；草酸根中碳原子与羧基中的碳原子的杂化方式相同，形成的都是平面结构，所以应该是sp2杂化；
(5)由于该晶体的熔点高，且砷和镓都不是活泼元素，所以该晶体是原子晶体，其化学式为Ga4As4，该晶胞的质量m=
g，体积为V =(565×10-10)3 cm3，则其密度为
g/cm3。
【题目】COS 和H2S 是许多煤化工产品的原料气。已知：
Ⅰ.COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g) ΔH=X kJ·mol-1；
I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-42 kJ·mol-1；
（1）断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示：
分子 | COS(g) | H2(g) | CO(g) | H2S(g) | H2O(g) | CO2(g) |
能量/kJ·mol-1 | 1321 | 440 | 1076 | 680 | 930 | 1606 |
则X=_____________________。
（2）向10 L容积不变的密闭容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g)，进行上述两个反应，在某温度下达到平衡，此时CO的体积分数为4%，且测得此时COS的物质的量为0.80mol，则该温度下反应I的平衡常数为_________________（保留两位有效数字）
（3）现有两个相同的2 L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器M、N，在M 中充入1mol CO和1molH2O，在N 中充入1molCO2和1molH2，均在700℃下开始按Ⅱ进行反应。达到平衡时，下列说法正确的是_________。
A.两容器中CO 的物质的量M>N
B.两容器中正反应速率M
C.容器M 中CO的转化率与容器N 中CO2的转化率之和小于1
D.两容器中反应的平衡常数M>N
（4）氢硫酸、碳酸均为二元弱酸，其常温下的电离常数如下表：
H2CO3 | H2S | |
Ka1 | 4.4× 10-7 | 1.3×10-7 |
Ka2 | 4.7× 10-11 | 7.1×10-15 |
煤的气化过程中产生的H2S 可用足量的Na2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式为______________；常温下，用100mL0.2mol·L-1InaOH溶液吸收448mL（标况）H2S气体，反应后溶液中离子浓度从大到小的顺序为__________________________________。
（5）25℃时，用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子 (M2+)，所需S2-最低浓度的对数值1gc(S2-
①25℃时Ksp(CuS)=_______________。
②25℃时向50mL的Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，当Na2S溶液加到150mL时开始生成SnS沉淀，则此时溶液中Cu2+浓度为_____________mol/L。
【题目】某同学在研究元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
实验步骤 | 实验现象 |
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液 | A.浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色 |
②向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水 | B.有气体产生，溶液变成浅红色 |
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中 | C.剧烈反应，迅速产生大量无色气体 |
④将镁条投入稀盐酸中 | D.反应不十分剧烈，产生无色气体 |
⑤将铝条投入稀盐酸中 | E.生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失 |
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 | F.生成淡黄色沉淀 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的：研究__________________元素性质递变规律。
(2)实验用品：试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。
仪器：______、______、滤纸、试管夹、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、火柴等。
(3)实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和①②的化学方程式及此实验的结论)
实验内容 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ |
实验现象(填A～F) | __ | __ | __ | __ | __ | __ |
①__________________________________________________；
②___________________________________________________；
此实验的结论：__________________________________________________。
【题目】有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)△H。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。
容器 | 起始时 | ||
T/℃ | n(HCl)/mol | Z | |
Ⅰ | 300 | 0.25 | a |
Ⅱ | 300 | 0.25 | b |
Ⅲ | 300 | 0.25 | 4 |
下列说法不正确的是（ ）
A. △H<0
B. a<4<b
C. 若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则R点的反应速率：v(正)>v(逆)
D. 300℃时，该反应平衡常数的值为320
