题目内容

砷化镓为第三代半导体材料，晶胞结构如图所示，
（1）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的化学方程式为
 
．
（2）AsH3空间构型为
 
．已知（CH3）3Ga为非极性分子，则其中镓原子的杂化方式是
 
．
（3）砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm，砷化镓的摩尔质量为b g?mol-1，阿伏伽德罗常数值为NA，则砷化镓晶体密度的表达式
 
 g?cm-3．
考点：晶胞的计算,判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断
专题：化学键与晶体结构
分析：（1）根据反应物、生成物结合反应条件可书写化学方程式；
（2）利用价层电子对互斥模型判断分子的空间构型和杂化方式；
（3）先根据直角三角形计算正四面体的边长，确定晶胞的边长，再根据ρ=
m
V
计算密度．
解答： 解：（1）反应为（CH3）3Ga和AsH3，生成为GaAs，根据质量守恒可知还应有CH4，反应的化学方程式为：（CH3）3Ga+AsH3
700℃
GaAs+3CH4；
故答案为：（CH3）3Ga+AsH3
700℃
GaAs+3CH4；
（2）AsH3中含有3个δ键和1个孤电子对，为三角锥形，（CH3）3Ga中Ga形成3个δ键，没有孤电子对，为sp2杂化；
故答案为：三角锥；sp2； 
（3）AB、AC、AD、BC、BD、CD的边长相等，AF、BF的长相等为a，F位于体心上，O位于正三角形BCD的重心上，在正三角形BCD中，BE为三角形BCD的高，则CE为BC的一半，如图，设正四面体的边长为x，CE的长为0.5x，BE=
x2-(0.5x)2
=
3
2
x，BO与OE的长之比为2：1，则BO的长为=
3
2
x×
2
3
=
3
3
x，在三角形ABO中，AO的长=
x2-(
3
3
 x
)2=
6
3
x，在三角形BFO中，OF的长=
6
3
x-a=
a2-(
3
3
x)2，x=
2
3
6
a，因正四面体的边长为x，对角线长2x，晶胞的棱长为2x×
2
2
=
2
x=
4
3
3
a，
一个晶胞中含有黄球8×
1
8
+6×
1
2
=4个，蓝球在内部，共4个，即一个晶胞中含有4个砷化镓，密度的表达式
ρ=
m
V
=
b
N A
×4
(
4
3
3
a)3
=
3
3
b
16a3NA
；
故答案为：
3
3
b
16a3NA
；
点评：本题考查了方程式的书写、分子空间构型以及杂化类型的判断、晶胞密度计算等知识，题目难度较大，注意相关基础的把握和方法的积累．
练习册系列答案
相关题目
醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH?H++CH3COO-，下列叙述正确的是（　　）
A、0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水稀释，溶液中c（OH-）减小
B、CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体，平衡正向移动
C、醋酸溶液中离子浓度的关系满足：c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-）
D、常温下pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH＜7
为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+，可在加热条件下加入一种过量的试剂，过滤后再加入适量的盐酸．这种试剂是（　　）
A、氨水B、氢氧化镁
C、碳酸钠D、碳酸镁
在化学反应中，能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞，这些分子称为活化分子．使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ?mol-1表示．请认真观察图，然后回答问题．
（1）已知热化学方程式：H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（g）△H=-241.8kJ?mol-1，该反应的活化能为167.2kJ?mol-1，则其逆反应的活化能为
 
；
（2）对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（I）相比，活化能
 
，单位体积内活化分子的百分数
 
，因此反应速率
 
，你认为最可能的原因是
 
．
将一定量的碳酸钙和单质碳的混合物置于坩埚中充分灼烧，假定能将产生的气体全部收集起来，结果发现所得的气体质量恰等于混合物的质量，试求混合物中碳元素的质量分数．
乙烯、苯是两种来自石油和煤的基本化工原料；乙醇和乙酸是两种生活中常见的有机化合物．
（1）区别苯、乙醇、乙酸三种无色液体，可选择的试剂有
 
；
①碳酸钠溶液                           
②紫色石蕊试液
③溴水                                 
④酸性高锰酸钾溶液
（2）在一定条件下，乙烯与水发生加成反应，所得产物的结构式是
 
，该有机物所含官能团的名称为
 
，与该有机物互为同分异构体的物质只有一种，其结构简式为
 
．
（3）可用图示装置制取少量乙酸乙酯，请填空：
①试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正确的加入顺序及操作是
 

②反应化学方程式为
 

③为防止A中的液体在实验时发生暴沸，在加热前应采取的措施是
 

④实验中加热试管的目的是：
 

⑤试管b中加有饱和Na2CO3溶液，其作用是
 

⑥反应结束后，振荡试管b静置，观察到的现象是
 
．
【选修2化学与技术】
高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．其生产工艺如下：

已知：①2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）
②6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在
 
（填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是
 
（填编号）．
A．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO
B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供碱性的环境
D．使KClO3转化为 KClO
（3）从溶液II中分离出K2FeO4后，还会有副产品KNO3、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为
 
．
（4）配制KOH溶液时，是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体（该溶液的密度为1.47g/mL），它的物质的量浓度为
 
；
（5）如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净
 
．
（6）高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：
 
FeO42-+
 
H2O=
 
Fe（OH）3（胶体）+
 
O2↑+
 
OH-．
氧化还原反应中实际包含了氧化和还原两个过程．下列四种物质：
甲、KMnO4    乙、Na2CO3   丙、Cu2O    丁、Fe2（SO4）3
从性质分析，可使下述还原过程发生的是（填编号）
 
．
还原过程：H++NO3-+e--NO↑+H2O（未配平）
写出并配平反应的化学方程式：
 
．
反应中若转移0.6mol电子，则产生的气体在标准状况下的体积为
 
L．
绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率．原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比．下列反应类型从理论上看原子利用率可达到100%的是（　　）
A、加成反应B、分解反应
C、酯化反应D、取代反应

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