题目

GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能，在光电领域和高频微波器件应用等方面有广阔的前景。 （1） Johnson等人首次在1100℃下用镓与氨气制得氮化镓，该可逆反应每生成1 mol H2放出10.3 kJ热量。该反应的热化学方程式是。(已知金属镓的熔点是29.8℃，沸点是2403℃；氮化镓的熔点为1700℃) （2） 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(已知图中T1和T2的温度均小于1700℃)。 ①下列说法正确的是(填标号)。 a.相同条件下，Ga(OH)3 的碱性比Al(OH)3强 b.当c(NH3)=c(H2)时，一定达到了化学平衡状态 c. A点和C点化学平衡常数的关系是：KA< KC d.温度一定时，达平衡后再充入氦气(氦气不参与反应)，NH3的转化率增大. ②气相平衡中用组分的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp)，已知在T1℃时体系的压强初始压强为a Pa，则B点的Kp=(用含a表示且保留2位有效数字)。 （3） 电解精炼法提纯镓是工业上常用的方法。具体原理如图所示： 已知：金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu；镓化学性质与铝相似。 ①M为电源的极，电解精炼镓时产生阳极泥的主要成分是。 ②电解过程中阳极产生的离子迁移到达阴极并在阴极析出高纯镓。请写出电解过程的阴极的电极反应。 ③电解过程中需控制合适的电压，若电压太高时阴极会产生H2导致电解效率下降。若外电路通过0.2mole时，阴极得到3.5g的镓。则该电解装置的电解效率η=(η=生成目标产物消耗的电子数+转移的电子总数)。 答案： 【1】2Ga(l)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g) ∆H= -30.9kJ/mol 【1】ac【2】1.7aPa 【1】负极【2】Fe、Cu【3】GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-【4】75%

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