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【题目】黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为________
(2)从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)____I1(Cu)(填“>“<"或“=”)
(3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物,血红素(含Fe2+)可用于治疗缺铁性贫血。吡略和血红素的结构如下图:
①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内,则吡咯分子中N原子的杂化类型为_______
②1mol吡咯分子中所含的σ键总数为____个。分子中的大π键可用表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡略环中的大π键应表示为_____。
③C、N、O三种元素的简单氢化物中,沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。
④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的,则血红蛋白中的Fe2+与O2是通过_____键相结合。
(4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2SO3H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构 型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是____________
(5)用石墨作电极处理黄铜矿可制得硫酸铜溶液和单质硫。石墨的晶体结构如下图所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞中含碳原子数为____个。已知石墨的密度为ρg/cm3,C-C键的键长为rcm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨晶体的层间距d=______cm。
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【题目】含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。
(1)氮和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。
已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8 kJ·mol-1,化学平衡常数为K1。N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1,化学平衡常数为K2。则用NH3和O2制取N2H4的热化学方程式为__________________,该反应的化学平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO,反应开始进行。
①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是______(填字母代号)。
A.c(CO)=c(CO2)
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
②图1为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值随时间(t)的变化曲线。0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)=________,平衡时NO的转化率为________。
(3)使用间接电化学法可处理燃烧烟气中的NO,装置如图所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:____________________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理____________________________________________。
【答案】 4NH3(g)+O2(g)2N2H4(g)+2H2O(g)ΔH=+526.2 kJ·mol-1 K1/K22 D 0.006 mol·L-1·min-1 80% 2HSO3-+2e-+2H+===S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-
【解析】(1)①4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化学平衡常数为K1。②N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化学平衡常数为K2。根据盖斯定律,将①-②×2得:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=(-541.8kJ/mol)-(-534kJ/mol)×2=+526.2kJ/mol,该反应的化学平衡常数K=,故答案为:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+526.2kJ/mol; ;
(2)对于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
①A.c(CO)=c(CO2),不表示浓度变化,不能判断是否为平衡状态,故A错误;B.反应中气体的质量不变,体积不变,容器中混合气体的密度始终不变,不能判断是否为平衡状态,故B错误;C.v(N2)正=2v(NO)逆表示,应该是2v(N2)正=v(NO)逆,才表示正逆反应速率相等,故C错误;D.该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,容器中混合气体的平均摩尔质量不变时表示气体的物质的量不变, 说明是平衡状态,故D正确;故选D;
②根据容器内的压强(P)与起始压强(P0)的比值(P/P0)随时间(t)的变化曲线,0~5min内,=0.925,根据阿伏伽德罗定律及其推论, =0.925,平衡时 =0.90,
2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始(mol) 0.1 0.3 0 0
反应 2x 2x x 2x
5min及平衡 0.1-2x 0.3-2x x 2x
5min时,=0.925,解得x=0.03mol,v(N2)= = 0.006mol·L-1·min-1;平衡时,=0.90,解得x=0.04mol,NO的转化率=×100%=80%,故答案为:0.006 mol·L-1·min-1;80%;
(3)阴极发生还原反应,是亚硫酸氢根离子,得电子,生成硫代硫酸根离子,电极反应式为:2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O;硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气,离子反应方程式为:2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-;故答案为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。
【题型】填空题
【结束】
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【题目】锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能,且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点,是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图:
已知:Ksp(FePO4·xH2O)=1.0×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)在合成磷酸铁时,步骤Ⅰ中pH的控制是关键。如果pH<1.9,Fe3+沉淀不完全,影响产量;如果pH>3.0,则可能存在的问题是________________。
(2)步骤Ⅱ中,洗涤是为了除去FePO4·xH2O表面附着的________等离子。
(3)取3组FePO4·xH2O样品,经过高温充分煅烧测其结晶水含量,实验数据如下表:
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
固体失重质量分数 | 19.9% | 20.1% | 20.0% |
固体失重质量分数=×100%,则x=_______(精确至0.1)。
(4)步骤Ⅲ中研磨的作用是__________________________________。
(5)在步骤Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(6)H3PO4是三元酸,如图是常温下溶液中含磷微粒的物质的量分数(δ)随pH变化示意图。则PO第一步水解的水解常数K1的表达式为______,K1的数值最接近______(填字母)。
A.10-12.4 B.10-1.6 C.10-7.2 D.10-4.2
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【题目】一种驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池原理示意如图,下列有关该电池说法正确的是( )
A. 电流由电极A经外电路流向电极B
B. 电池工作时,OH-向电极B移动
C. 该电池工作时,每消耗22.4L NH3转移3mol电子
D. 电极A上发生的电极反应为:2NH3-6e-+ 6OH-=N2 + 6H2O
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【题目】已知H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量,则应采取的措施是
A. 甲、乙提高相同温度 B. 甲中加入0.1molHe,乙中不变
C. 甲降低温度,乙增大压强 D. 甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2
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【题目】据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 下列叙述错误的是
A. 使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B. 反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C. 充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D. 从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
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【题目】将潮湿的Cl2通过甲装置后,再通过放有干燥红色布条的 乙装置,红色布条不褪色,则甲装置中所盛试剂可能是
①浓硫酸 ②饱和食盐水 ③水 ④NaOH溶液
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ②③④
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【题目】下列关于氯水的叙述,不正确的是( )
A. 新制的氯水中,溶质既有分子又有离子
B. 新制的氯水是无色透明的液体,有酸性和漂白性
C. 光照氯水有气泡逸出,该气体是O2
D. 氯水放置数天后酸性将增强
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【题目】如图的锥形瓶内充满干燥气体X,滴管内盛有液体Y,将滴管内的液体挤压到锥形瓶中,轻轻振荡,一会儿可见小气球a鼓涨,下列X和Y的组合不可能的是( )
X | Y | |
A | HCl | 饱和食盐水 |
B | H2 | 浓硫酸 |
C | HCl | 2mol/L NaOH溶液 |
D | Cl2 | 6mol/L NaOH 溶液 |
A. A B. B C. C D. D
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