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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
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

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

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科目:高中化学 来源: 题型:

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

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科目:高中化学 来源: 题型:

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
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

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.

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科目:高中化学 来源: 题型:

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
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

【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-.

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科目:高中化学 来源: 题型:

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.

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科目:高中化学 来源: 题型:

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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