Question

金属镓是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属，化学性质与铝元素相似。

(1)工业上提纯镓的方法很多，其中以电解精炼法为多。具体原理如下：以待提纯的粗镓(内含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极，以高纯镓为阴极，以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓在阳极溶解进入电解质溶液，并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。

①已知离子氧化性顺序为：Zn2+<Ga3+<Fe2+<Cu2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是_________________。

②GaO2-在阴极放电的电极方程式是_______________________。

(2)工业上利用柜台Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时又有氢气生成。反应中每生成3mol H2时就会放出30.8kJ热量。

①该反应的热化学方程式为__________________。

②一定条件下，加入一定量的Ga与NH3进行上述反应，下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_________________。

A.恒温恒压下，混合气体的密度不变

B.断裂3molH-H键，同时断裂2molN-H键

C.恒温恒压下达平衡，加入2molH2使平衡移动，NH3的消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率

D.升高温度，氢气的生成速率先增大再减小，最后不变

(3)在密闭容器中，充入一定量的Ga与NH3发生反应，实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强的关系曲线如图1所示。

①比较图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系：K1A1________________K1C1，（填“<”、“=”或“>”），理由是________________________________

②在T1和P6的条件下，往密闭容器中充入2molNH3和足量的Ga，该反应在第5min时达到平衡，此时容器的体积为3L。

a.若温度保持T1℃不变，压强恒定在P7的条件下重新达到平衡状态A（P7、50%）时，容器的体积变为起始体积的______________倍。

b.若T1和P6条件下反应至3min时刻，改变条件并与D点处达到平衡，H2的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示（3~4min的浓度变化未表示出来），则改变的条件为_________（仅改变温度或压强中的一种）

(4)在工业上利用N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氮气。对于气相反应，用某组份(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数（记作Kp），且PB=P×B的体积分数。则该反应的化学平衡常数表达式(Kp)是_____。恒温恒压下，在一容积可变的容器中，该反应达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1mol，若此时再充入3molN2，则平衡_________移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。

Answer 1