鎵(Ga)與鋁位於同一主族,金屬鎵的熔點是29.8℃,沸點是2403℃,是一種廣泛用於電子工業和通訊領域...
問題詳情:
鎵(Ga)與鋁位於同一主族,金屬鎵的熔點是29.8℃,沸點是2403℃,是一種廣泛用於電子工業和通訊領域的重要金屬。
(1)工業上利用鎵與NH3在1000℃高溫下合成固體半導體材料氮化鎵(GaN),同時生成*氣,每生成lmol H2時放出10.27 kJ熱量。
寫出該反應的熱化學方程式_______________________。
(2)在密閉容器中,充入一定量的Ga與NH3發生反應,實驗測得反應平衡體系中NH3
的體積分數與壓強P和溫度T的關係曲線如圖1所示。
①圖1中A點和C點化學平衡常數的大小關係是:KA__________KC,(填“<”、“=”或“>”),理由是__________________________。
②在T1和P6條件下反應至3min時達到平衡,此時改變條件並於D點處重新達到平衡,H2的濃度隨反應時間的變化趨勢如圖2所示(3~4 min的濃度變化未表示出來),則改變的條件為___________(僅改變溫度或壓強中的一種)。
(3)氣相平衡中用組份的平衡分壓(PB)代替物質的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(記作KP),用含P6的式子表示B點的KP=_____________。
(4)電解精煉法提純鎵的具體原理如下:以粗鎵(含Zn、Fe、Cu雜質)為陽極,以高純鎵為*極,以NaOH溶液為電解質。在電流作用下使粗鎵溶解進入電解質溶液,並通過某種離子遷移技術到達*極並在*極放電析出高純鎵。
①已知離子氧化*順序為:Zn2+<Ga3+<Fe2+<Cu2+。電解精煉鎵時陽極泥的成分是_________________。
②鎵在陽極溶解生成的Ga3+與NaOH溶液反應生成,該反應的離子方程式為
_____________;在*極放電的電極反應式是_______________。
【回答】
(1)2Ga(l)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g) ΔH=-30.81 kJ·mol-1 (2分)
(2)① <(1分),該反應是放熱反應,其他條件一定時,溫度升高,平衡逆向移動,K減小(2分)
②增大容器體積(或減小壓強)(2分)
(3)(2分)
(4)① Fe、Cu(2分)
② Ga3++4OH-=GaO2-+2H2O (2分) GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-(2分)
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:填空題
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