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【題目】黃銅礦(主要成分為CuFeS2)是生產(chǎn)銅、鐵和硫酸的原料。回答下列問題:
(1)基態(tài)Cu原子的價電子排布式為________
(2)從原子結(jié)構(gòu)角度分析,第一電離能I1(Fe)與I1(Cu)的關(guān)系是:I1(Fe)____I1(Cu)(填“>“<"或“=”)
(3)血紅素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物,血紅素(含F(xiàn)e2+)可用于治療缺鐵性貧血。吡略和血紅素的結(jié)構(gòu)如下圖:
①已知吡咯中的各個原子均在同一平面內(nèi),則吡咯分子中N原子的雜化類型為_______
②1mol吡咯分子中所含的σ鍵總數(shù)為____個。分子中的大π鍵可用表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù),則吡略環(huán)中的大π鍵應(yīng)表示為_____。
③C、N、O三種元素的簡單氫化物中,沸點由低到高的順序為________(填化學(xué)式)。
④血液中的O2是由血紅素在人體內(nèi)形成的血紅蛋白來輸送的,則血紅蛋白中的Fe2+與O2是通過_____鍵相結(jié)合。
(4)黃銅礦冶煉銅時產(chǎn)生的SO2可經(jīng)過SO2SO3H2SO4途徑形成酸雨。SO2的空間構(gòu) 型為________。H2SO4的酸性強于H2SO3的原因是____________
(5)用石墨作電極處理黃銅礦可制得硫酸銅溶液和單質(zhì)硫。石墨的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞中含碳原子數(shù)為____個。已知石墨的密度為ρg/cm3,C-C鍵的鍵長為rcm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則石墨晶體的層間距d=______cm。
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【題目】含氮化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要應(yīng)用。
(1)氮和肼(N2H4)是兩種最常見的氮氫化物。
已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8 kJ·mol-1,化學(xué)平衡常數(shù)為K1。N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1,化學(xué)平衡常數(shù)為K2。則用NH3和O2制取N2H4的熱化學(xué)方程式為__________________,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________(用K1、K2表示)。
(2)對于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定溫度下,于1 L的恒容密閉容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO,反應(yīng)開始進(jìn)行。
①下列能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______(填字母代號)。
A.c(CO)=c(CO2)
B.容器中混合氣體的密度不變
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
②圖1為容器內(nèi)的壓強(p)與起始壓強(p0)的比值隨時間(t)的變化曲線。0~5min內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(N2)=________,平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)使用間接電化學(xué)法可處理燃燒煙氣中的NO,裝置如圖所示。已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間,寫出陰極的電極反應(yīng)式:____________________。用離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,化學(xué)平衡常數(shù)為K1。②N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化學(xué)平衡常數(shù)為K2。根據(jù)蓋斯定律,將①-②×2得:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=(-541.8kJ/mol)-(-534kJ/mol)×2=+526.2kJ/mol,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=,故答案為:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+526.2kJ/mol; ;
(2)對于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定溫度下,于1L的恒容密閉容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反應(yīng)開始進(jìn)行。
①A.c(CO)=c(CO2),不表示濃度變化,不能判斷是否為平衡狀態(tài),故A錯誤;B.反應(yīng)中氣體的質(zhì)量不變,體積不變,容器中混合氣體的密度始終不變,不能判斷是否為平衡狀態(tài),故B錯誤;C.v(N2)正=2v(NO)逆表示,應(yīng)該是2v(N2)正=v(NO)逆,才表示正逆反應(yīng)速率相等,故C錯誤;D.該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng),容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時表示氣體的物質(zhì)的量不變, 說明是平衡狀態(tài),故D正確;故選D;
②根據(jù)容器內(nèi)的壓強(P)與起始壓強(P0)的比值(P/P0)隨時間(t)的變化曲線,0~5min內(nèi),=0.925,根據(jù)阿伏伽德羅定律及其推論, =0.925,平衡時 =0.90,
2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始(mol) 0.1 0.3 0 0
反應(yīng) 2x 2x x 2x
5min及平衡 0.1-2x 0.3-2x x 2x
5min時,=0.925,解得x=0.03mol,v(N2)= = 0.006mol·L-1·min-1;平衡時,=0.90,解得x=0.04mol,NO的轉(zhuǎn)化率=×100%=80%,故答案為:0.006 mol·L-1·min-1;80%;
(3)陰極發(fā)生還原反應(yīng),是亞硫酸氫根離子,得電子,生成硫代硫酸根離子,電極反應(yīng)式為:2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O;硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成氮氣,離子反應(yīng)方程式為:2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-;故答案為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。
【題型】填空題
【結(jié)束】
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【題目】鋰離子電池是目前具有最高比能量的二次電池。LiFePO4可極大地改善電池體系的安全性能,且具有資源豐富、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等特點,是鋰離子電池正極材料的理想選擇。生產(chǎn)LiFePO4的一種工藝流程如圖:
已知:Ksp(FePO4·xH2O)=1.0×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)在合成磷酸鐵時,步驟Ⅰ中pH的控制是關(guān)鍵。如果pH<1.9,F(xiàn)e3+沉淀不完全,影響產(chǎn)量;如果pH>3.0,則可能存在的問題是________________。
(2)步驟Ⅱ中,洗滌是為了除去FePO4·xH2O表面附著的________等離子。
(3)取3組FePO4·xH2O樣品,經(jīng)過高溫充分煅燒測其結(jié)晶水含量,實驗數(shù)據(jù)如下表:
實驗序號 | 1 | 2 | 3 |
固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù) | 19.9% | 20.1% | 20.0% |
固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%,則x=_______(精確至0.1)。
(4)步驟Ⅲ中研磨的作用是__________________________________。
(5)在步驟Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。
(6)H3PO4是三元酸,如圖是常溫下溶液中含磷微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)隨pH變化示意圖。則PO第一步水解的水解常數(shù)K1的表達(dá)式為______,K1的數(shù)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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【題目】一種驅(qū)動潛艇的液氨-液氧燃料電池原理示意如圖,下列有關(guān)該電池說法正確的是( )
A. 電流由電極A經(jīng)外電路流向電極B
B. 電池工作時,OH-向電極B移動
C. 該電池工作時,每消耗22.4L NH3轉(zhuǎn)移3mol電子
D. 電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)為:2NH3-6e-+ 6OH-=N2 + 6H2O
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【題目】已知H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,在相同溫度下分別達(dá)到平衡,F(xiàn)欲使甲中HI平衡時的百分含量大于乙中HI平衡時的百分含量,則應(yīng)采取的措施是
A. 甲、乙提高相同溫度 B. 甲中加入0.1molHe,乙中不變
C. 甲降低溫度,乙增大壓強 D. 甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2
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【題目】據(jù)報道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 下列敘述錯誤的是
A. 使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率
B. 反應(yīng)需在300℃進(jìn)行可推測該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C. 充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率
D. 從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
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【題目】將潮濕的Cl2通過甲裝置后,再通過放有干燥紅色布條的 乙裝置,紅色布條不褪色,則甲裝置中所盛試劑可能是
①濃硫酸 ②飽和食鹽水 ③水 ④NaOH溶液
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ②③④
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【題目】下列關(guān)于氯水的敘述,不正確的是( )
A. 新制的氯水中,溶質(zhì)既有分子又有離子
B. 新制的氯水是無色透明的液體,有酸性和漂白性
C. 光照氯水有氣泡逸出,該氣體是O2
D. 氯水放置數(shù)天后酸性將增強
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【題目】如圖的錐形瓶內(nèi)充滿干燥氣體X,滴管內(nèi)盛有液體Y,將滴管內(nèi)的液體擠壓到錐形瓶中,輕輕振蕩,一會兒可見小氣球a鼓漲,下列X和Y的組合不可能的是( )
X | Y | |
A | HCl | 飽和食鹽水 |
B | H2 | 濃硫酸 |
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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