GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点,是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,GaN属于第三代半导体材料。
(1)GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料,晶体结构相似。熔点分别为:1700℃(GaN)、1480℃(GaP)、1238℃(GaAs),其熔点变化的原因为_______ 。
(2)GaN的晶胞结构如图所示,每个Ga原子周围距离最近的N原子个数为_______ 个。
Ⅰ.为生成GaN,首先要得到有机镓源,即有机镓。
(3)有机镓的制取实验原理及反应的装置如下图。在充满惰性气体、含有乙醚()溶剂的容器内加入镓镁()合金,在持续搅拌、温度为30~80℃的条件下,加入引发剂碘甲烷,引发反应后通入一氯甲烷至反应结束。将溶剂蒸出,再减压蒸馏得到的配合物。将配合物加入高沸点有机胺中,蒸馏去除醚类溶剂,再在减压条件下进一步去除醚类和低沸点杂质,最后解配得到无氧的三甲基镓粗品。进一步提纯得到高纯度。
①反应仪器a的名称为____ 。三颈烧瓶中除生成外,还有和生成,该反应的化学方程式为______ 。
②工业上不采用直接分解,而采用先将加入高沸点有机胺,中,再在真空条件下分解的原因为_______ 。
已知相关物质的沸点信息如下表:
Ⅱ.MOCVD生产GaN的示意图如下:
(4)采用多孔球泡的原因是_______ ,制取GaN的化学反应方程式为_______ 。
(5)工业上采用真空泵抽取尾气的原因为_______ 。
(1)GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料,晶体结构相似。熔点分别为:1700℃(GaN)、1480℃(GaP)、1238℃(GaAs),其熔点变化的原因为
(2)GaN的晶胞结构如图所示,每个Ga原子周围距离最近的N原子个数为
Ⅰ.为生成GaN,首先要得到有机镓源,即有机镓。
(3)有机镓的制取实验原理及反应的装置如下图。在充满惰性气体、含有乙醚()溶剂的容器内加入镓镁()合金,在持续搅拌、温度为30~80℃的条件下,加入引发剂碘甲烷,引发反应后通入一氯甲烷至反应结束。将溶剂蒸出,再减压蒸馏得到的配合物。将配合物加入高沸点有机胺中,蒸馏去除醚类溶剂,再在减压条件下进一步去除醚类和低沸点杂质,最后解配得到无氧的三甲基镓粗品。进一步提纯得到高纯度。
①反应仪器a的名称为
②工业上不采用直接分解,而采用先将加入高沸点有机胺,中,再在真空条件下分解的原因为
已知相关物质的沸点信息如下表:
物质 | |||
沸点/℃ | 55.8 | 34.5 | 365.8 |
Ⅱ.MOCVD生产GaN的示意图如下:
(4)采用多孔球泡的原因是
(5)工业上采用真空泵抽取尾气的原因为
更新时间:2024-04-02 22:27:42
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【推荐1】回答下列问题
(1)某届奥运会上,有个别运动员因服用兴奋剂被取消参赛资格.以下是其中检测出的两种兴奋剂的结构:___________ ,1molX与足量的氢气反应,最多消耗________
②1molY与足量NaOH溶液反应消耗_____________ mol NaOH,1molY与足量的饱和溴水反应,消耗_________ 。
(2)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,四种元素形成的化合物甲的结构为 ,其中各原子的最外层均处于稳定结构。W与X、Y、Z均可形成电子数相等的分子,常温常压下为常见的液体。
①物质甲的1个分子中存在____________ 个键
②分子中的键角___________ 120°(填“>”,“<”,“=”)
③的稳定性__________ (填“>”,“<”,“=”)
(1)某届奥运会上,有个别运动员因服用兴奋剂被取消参赛资格.以下是其中检测出的两种兴奋剂的结构:
①X的分子式
②1molY与足量NaOH溶液反应消耗
(2)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,四种元素形成的化合物甲的结构为 ,其中各原子的最外层均处于稳定结构。W与X、Y、Z均可形成电子数相等的分子,常温常压下为常见的液体。
①物质甲的1个分子中存在
②分子中的键角
③的稳定性
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解答题-结构与性质
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【推荐2】“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回,它的成功发射标志着我国航天技术向前迈出了一大步,其制作材料中包含了Cu、Ti、 Cr、Ni、Mo、N、O等多种元素。请回答下列问题:
(1)Mo位于Cr同一副族的相邻下一周期,则基态Mo原子的外围电子排布式为___________ 。
(2)Cu催化烯烃硝化反应过程中会产生NO。键角: NO___________ NO (填“>”或“<”),其原因是___________ 。
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。CuCl2可与某有机物形成具有较强荧光性能的配合物,其结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有___________ mol。______ 填选项字母)。A.离子键 B.共价键 C. 金属键 D.配位键 E.氢键
(5)过渡金属与CO形成羰基配合物时,每个CO分子向中心原子提供2个电子,最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同,称为有效原子序数规则。根据此规则推断,镍与CO形成的羰基配合物Ni(CO)X中,x=______ 。
(1)Mo位于Cr同一副族的相邻下一周期,则基态Mo原子的外围电子排布式为
(2)Cu催化烯烃硝化反应过程中会产生NO。键角: NO
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。CuCl2可与某有机物形成具有较强荧光性能的配合物,其结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有
(4)五水合硫酸铜(化学式CuSO4·5H2O)俗称蓝矾或胆矾,结构如图所示,其中存在的化学键有
(5)过渡金属与CO形成羰基配合物时,每个CO分子向中心原子提供2个电子,最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同,称为有效原子序数规则。根据此规则推断,镍与CO形成的羰基配合物Ni(CO)X中,x=
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐3】硅及其化合物在生产生活中有广泛应用。根据所学知识,回答下列问题:
(1)三甲基卤硅烷【(CH3)3SiX,X为Cl、Br、I】是重要的化工原料。
①氯元素基态原子的价电子排布式为___ ;按照核外电子排布对元素周期表分区,溴元素位于___ 区;基态硅原子中有____ 种运动状态不同的电子。
②Br、I的第一电离能的大小关系:I1(Br)____ I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③常温下,(CH3)3SiI中Si—I键比(CH3)3SiCl中Si—Cl键易断裂的原因是____ 。
(2)(CH3)3SiCl可作为下列有机合成反应的催化剂。
①1个有机物A分子中采取sp2杂化的碳原子有____ 个。
②有机物B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点,其原因是____ 。
③CH3CN中σ键与π键的个数比为____ 。
(3)一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(a、b方向的夹角为120°,c方向垂直于a、b方向,棱长a+b≠c),如图甲所示;晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为____ 。
②已知该新型材料的密度为4.51g•cm-3,且a、b的长度均为307pm,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则c的长度为____ pm (列出计算式)。
(1)三甲基卤硅烷【(CH3)3SiX,X为Cl、Br、I】是重要的化工原料。
①氯元素基态原子的价电子排布式为
②Br、I的第一电离能的大小关系:I1(Br)
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(2)(CH3)3SiCl可作为下列有机合成反应的催化剂。
①1个有机物A分子中采取sp2杂化的碳原子有
②有机物B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点,其原因是
③CH3CN中σ键与π键的个数比为
(3)一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(a、b方向的夹角为120°,c方向垂直于a、b方向,棱长a+b≠c),如图甲所示;晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为
②已知该新型材料的密度为4.51g•cm-3,且a、b的长度均为307pm,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则c的长度为
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【推荐1】VA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。根据所学知识回答下列问题:
(1)基态砷原子处于最高能级的电子云轮廓图为_______ 形。
(2)NH3、PH3、AsH3是同主族元素的氢化物,其中键角最小的是_______ 。
(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车的安全气囊中,当发生车祸时迅速分解放出氮气,使安全气囊充气。可与酸反应生成叠氮酸(HN3,结构可视为H-N=N≡N),则叠氮酸中3个氮原子的杂化类型分别为_______ (不分先后)。
(4)N原子之间可以形成π键,而As原子之间较难形成π键。从原子结构角度分析,其原因为_______ 。
(5)Na3AsO4可用作杀虫剂,AsO的立体构型为_______ ,与其互为等电子体的分子的化学式为_______ (任写一种)。
(6)磷的一种同素异形体为白磷(P4),推测白磷在CS2中的溶解度_______ (填“大于”、“小于”或“等于”)其在水中的溶解度。
(7)HgCl2和不同浓度NH3—NH4Cl反应得到某种含汞化合物的晶胞结构(有四个等同的小立方体)如图所示。(部分微粒不在晶胞内,每个Hg原子均处于小立方体的面心)
写出该含汞化合物的化学式_______ 。则该晶体的密度ρ=_______ g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含a、NA的代数式表示)。
(1)基态砷原子处于最高能级的电子云轮廓图为
(2)NH3、PH3、AsH3是同主族元素的氢化物,其中键角最小的是
(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车的安全气囊中,当发生车祸时迅速分解放出氮气,使安全气囊充气。可与酸反应生成叠氮酸(HN3,结构可视为H-N=N≡N),则叠氮酸中3个氮原子的杂化类型分别为
(4)N原子之间可以形成π键,而As原子之间较难形成π键。从原子结构角度分析,其原因为
(5)Na3AsO4可用作杀虫剂,AsO的立体构型为
(6)磷的一种同素异形体为白磷(P4),推测白磷在CS2中的溶解度
(7)HgCl2和不同浓度NH3—NH4Cl反应得到某种含汞化合物的晶胞结构(有四个等同的小立方体)如图所示。(部分微粒不在晶胞内,每个Hg原子均处于小立方体的面心)
写出该含汞化合物的化学式
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【推荐2】钇(Y)是一种用途广泛的金属,是稀土元素之一,钇钡铜氧化物是一种高温超导材料。回答下列问题:
(1)钇的原子序数为39,其基态原子的外围电子排布式为________ ;钡、铜的焰色对应的辐射波长Ba____ Cu(填“大于”或“小于”)。
(2)(C4H9O)3PO(磷酸三丁酯)是一种提炼稀土常用的萃取剂,其四种组成元素中,电负性最大的是______ ;(C4H9O)3PO中P原子的轨道杂化类型为______ 。
(3)Y和Cu都可形成配合物。向CuSO4溶液中滴加氨水,先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀溶解得到[Cu(NH3)4]SO4深蓝色透明溶液。若[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个NH2R替换,得到两种不同构型的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为_____ ,其判断理由是_______ ;若向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,将析出深蓝色晶体,[Cu(NH3)4]SO4难溶于乙醇的原因可能是____________ .
(4)某种由Y、Ba、Cu、O构成的超导化合物的晶胞结构如图所示。
①该化合物中,Y、Ba的化合价分别为+3、+2,Cu的平均化合价为_________ 。
②已知:晶胞参数为a=381.7 pm、b=388.3 pm、c=1163.3 pm,α=β=γ=90°,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为______ g.cm-3(列出计算式即可)。
(1)钇的原子序数为39,其基态原子的外围电子排布式为
(2)(C4H9O)3PO(磷酸三丁酯)是一种提炼稀土常用的萃取剂,其四种组成元素中,电负性最大的是
(3)Y和Cu都可形成配合物。向CuSO4溶液中滴加氨水,先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀溶解得到[Cu(NH3)4]SO4深蓝色透明溶液。若[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个NH2R替换,得到两种不同构型的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为
(4)某种由Y、Ba、Cu、O构成的超导化合物的晶胞结构如图所示。
①该化合物中,Y、Ba的化合价分别为+3、+2,Cu的平均化合价为
②已知:晶胞参数为a=381.7 pm、b=388.3 pm、c=1163.3 pm,α=β=γ=90°,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为
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解答题-结构与性质
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【推荐3】钛酸钡具有优良的介电、压电特性,主要用于电容器、自动温控等领域。
(1)基态钛原子的电子排布式为_______ 。
(2)钡元素在自然界中主要以重晶石形式存在,其成分为,的空间构型为_______ 。
(3)卤化钠和四卤化钛的熔点如图所示,已知是离子晶体与、、晶体类型不同,下列判断不正确的是_______(选填字母序号)。
(4)钛酸钡的晶胞结构如图所示,在该晶胞结构中,钡离子、钛离子、氧离子的个数比为_______ ,该物质的化学式为_______ ;晶体中每个钛离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数量是_______ ;其晶胞参数约为,钛酸钡晶体的密度_______ (设阿伏加德罗常数的值为,用含a、的代数式表示)。
(1)基态钛原子的电子排布式为
(2)钡元素在自然界中主要以重晶石形式存在,其成分为,的空间构型为
(3)卤化钠和四卤化钛的熔点如图所示,已知是离子晶体与、、晶体类型不同,下列判断不正确的是_______(选填字母序号)。
A.为离子晶体 |
B.的熔点反常升高是因为分子间存在氢键 |
C.随X半径的增大,的离子键减弱,熔点逐渐降低 |
D.、、的相对分子质量依次增大,分子间作用力增大,熔点逐渐升高 |
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解答题-工业流程题
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【推荐1】五氧化二氮(N2O5)是一种绿色硝化剂,在军用炸药、火箭推进剂、医药等工业中得到广泛应用。常温下N2O5为白色固体,可溶于二氯甲烷等氯代烃溶剂,微溶于水且与水反应生成硝酸,高于室温时不稳定。回答下列问题:
(1)1840年,Devill将干燥的氯气通入无水硝酸银中,首次制得了固体N2O5。该反应的氧化产物为空气中的主要成分之一,写出反应的化学方程式:_______ 。
(2)某化学兴趣小组设计用臭氧(O3)氧化法制备N2O5,反应原理为 N2O4+O3→N2O5+O2。实验装置如下图:
装置B的仪器名称是_______ ;装置E的作用是_______ 。实验时,先将三口烧瓶C浸入_______ (填字母编号)中,打开装置A中分液漏斗的活塞,随即关闭。一段时间后C中液体变为红棕色。然后打开活塞K,通过臭氧发生器向三口烧瓶中通入含有臭氧的氧气。
a.热水 b.冰水 c.自来水 d.饱和食盐水
(3)C中二氯甲烷(CH2Cl2)的作用是_______ (填字母编号)。判断C中反应已结束的简单方法是_______ 。
a.溶解反应物NO2 b.充分混合反应物使其反应更加充分 c.控制O3的通入速度 d.溶解生成物N2O5
(4)该装置存在一处明显缺陷,请指出_______ 。
(5)N2O5粗产品中常含有N2O4。该兴趣小组用滴定法测定N2O5粗产品的纯度。取2.0g粗产品,加入20.00mL 0.1250mol·L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后,用0.1000mol·L-1 H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。已知:N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为5N2O4+2MnO+2H2O→Mn2++10NO+4H+,H2O2与KMnO4发生反应的离子方程式为5H2O2+2MnO+6H+→2Mn2++5O2↑+8H2O,H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解。判断滴定到达终点的方法是_______ 。粗产品的纯度为_______ (结果保留三位有效数字)。
(1)1840年,Devill将干燥的氯气通入无水硝酸银中,首次制得了固体N2O5。该反应的氧化产物为空气中的主要成分之一,写出反应的化学方程式:
(2)某化学兴趣小组设计用臭氧(O3)氧化法制备N2O5,反应原理为 N2O4+O3→N2O5+O2。实验装置如下图:
装置B的仪器名称是
a.热水 b.冰水 c.自来水 d.饱和食盐水
(3)C中二氯甲烷(CH2Cl2)的作用是
a.溶解反应物NO2 b.充分混合反应物使其反应更加充分 c.控制O3的通入速度 d.溶解生成物N2O5
(4)该装置存在一处明显缺陷,请指出
(5)N2O5粗产品中常含有N2O4。该兴趣小组用滴定法测定N2O5粗产品的纯度。取2.0g粗产品,加入20.00mL 0.1250mol·L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后,用0.1000mol·L-1 H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。已知:N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为5N2O4+2MnO+2H2O→Mn2++10NO+4H+,H2O2与KMnO4发生反应的离子方程式为5H2O2+2MnO+6H+→2Mn2++5O2↑+8H2O,H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解。判断滴定到达终点的方法是
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解答题-工业流程题
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【推荐2】亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO3•3H2O;
②纯ClO2易分解爆炸, 一般用稀有气体或空气稀释到 10% 以下较安全;
③HClO2 可看成是强酸;
④ClO2常温下为气态 。
(1)160 g•L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为______________ mol•L-1,若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是_______________________ 。
(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是______________ (填序号)。
A. 将 SO2氧化成SO3,增强酸性
B. 稀释 ClO2以防止爆炸
C. 将 NaClO3氧化成ClO2
(3)ClO2 发生器中发生的化学反应方程式为_____ ,吸收塔内的反应的离子反应方程式为_______ ;
(4)吸收塔中为防止 NaClO2被 还原成 NaCl所用还原剂的还原性应适中。 除H2O2外,还可以选择的还原剂是_____ (填序号)。
A Na2O2 B Na2S C FeCl2 D O3
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO3•3H2O;
②纯ClO2易分解爆炸, 一般用稀有气体或空气稀释到 10% 以下较安全;
③HClO2 可看成是强酸;
④ClO2常温下为气态 。
(1)160 g•L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为
(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是
A. 将 SO2氧化成SO3,增强酸性
B. 稀释 ClO2以防止爆炸
C. 将 NaClO3氧化成ClO2
(3)ClO2 发生器中发生的化学反应方程式为
(4)吸收塔中为防止 NaClO2被 还原成 NaCl所用还原剂的还原性应适中。 除H2O2外,还可以选择的还原剂是
A Na2O2 B Na2S C FeCl2 D O3
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解答题-实验探究题
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【推荐3】叠氮化钠(NaN3)是一种重要的化工产品,可用于合成抗生素头孢菌素药物和用作汽车安全气囊的气源。实验室可通过以下流程制备叠氮化钠并测定其纯度。请回答以下问题:
I.制备氨基钠(反应原理为:2Na+2NH32NaNH2+H2)实验装置如图甲。
已知:氨基钠极易水解且易被空气氧化
(1)仪器a的名称为___________ 。实验开始时,应先打开分液漏斗使浓氨水流下,目的是___________
(2)①B装置中的药品可选用___
A.P2O5 B.碱石灰 C.无水硫酸铜 D.无水氯化钙
②若无B装置,C中生成的氨基钠会发生的反应为___ (用化学方程式表示)
(3)某同学认为上述实验设计有缺陷,请对装置提出改正措施___
II.制备NaN3
(4)将I中制备的NaNH2与N2O在210-220℃的条件下反应生成NaN3、NaOH和氨气,反应容器不选用玻璃材质的原因是___________
III.测定NaN3的纯度
精确称量0.1500g NaN3样品,设计如图乙所示装置,连接好装置后使锥形瓶倾斜,使小试管中的NaN3样品与M溶液接触,测量产生的气体体积从而测定其纯度(不考虑溶剂的挥发)。
已知:2NaN3~3N2(其他产物略,反应中放出大量的热。
(5)对量气管读数时,反应前后都需要进行的操作是___________
(6)常温下测得产生气体的体积为54.00mL(N2的密度为1.400g/L),计算NaN3样品的纯度为___________ 。(保留三位有效数字)
I.制备氨基钠(反应原理为:2Na+2NH32NaNH2+H2)实验装置如图甲。
已知:氨基钠极易水解且易被空气氧化
(1)仪器a的名称为
(2)①B装置中的药品可选用
A.P2O5 B.碱石灰 C.无水硫酸铜 D.无水氯化钙
②若无B装置,C中生成的氨基钠会发生的反应为
(3)某同学认为上述实验设计有缺陷,请对装置提出改正措施
II.制备NaN3
(4)将I中制备的NaNH2与N2O在210-220℃的条件下反应生成NaN3、NaOH和氨气,反应容器不选用玻璃材质的原因是
III.测定NaN3的纯度
精确称量0.1500g NaN3样品,设计如图乙所示装置,连接好装置后使锥形瓶倾斜,使小试管中的NaN3样品与M溶液接触,测量产生的气体体积从而测定其纯度(不考虑溶剂的挥发)。
已知:2NaN3~3N2(其他产物略,反应中放出大量的热。
(5)对量气管读数时,反应前后都需要进行的操作是
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