题目内容
【题目】
黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题：
（1）CuFeS2中存在的化学键类型是_______。其组成的三种元素中电负性较强的是 _______。
（2）下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的______。
（3）在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。
①X分子的立体构型是____，中心原子杂化类型为____，属于_______（填“极性”或“非极性”）分子。
②X的沸点比水低的主要原因是___________。
（4）CuFeS2与氧气反应生成SO2，其结构式为
，则SO2中共价键类型有_________。
（5）四方晶系CuFeS2晶胞结构如图所示。
①Cu＋的配位数为__________，
②已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA为阿伏加德罗常数的值,CuFeS2晶体的密度是________gcm3(列出计算式)。
【答案】离子键 硫（S） CD V形 sp3 极性 水分子间存在氢键（答案合理即可） σ键和π键 4 
【解析】
(1)CuFeS2中存在Cu2+、Fe2+和S2-；CuFeS2中硫为非金属元素，铁和铜为金属元素，元素的非金属性越强，电负性越大；铁原子价电子为3d64s2，铜原子价电子为3d104s1，基态原子或离子的价层电子排布图中半满或全满为稳定结构；
(2)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生为H2S气体；
①硫原子和两个氢原子形成两个共价键，根据H2S属AX2，价层电子对为4对，VSEPR模型为四面体形，但S原子有2对孤电子对来判断分子的立体构型，中心原子硫原子杂化方式为sp3杂化，为V性结构，分子具有极性；
②H2S的沸点比水低的主要原因是水分子间形成氢键；
(3)二氧化硫为共价化合物，硫原子和两个氧原子间分别形成一个σ键，同时氧原子和硫原子间形成一个4电子离域π键；
(4)①四方晶系CuFeS2晶胞结构如图所示分析可知亚铜离子形成四个共价键，硫原子连接两个亚铁离子和两个亚铜离子；
②晶胞中亚铁离子=8×
+4×
+1=4，亚铜离子=6×+4×
=4，硫离子=8，晶胞内共含4个CuFeS2，a=b=0.524nm，c=1.032nm，则晶体的密度=
。
(1)CuFeS2中存在Cu2+、Fe2+和S2-，存在的化学键类型为离子键；CuFeS2中硫为非金属元素，铁和铜为金属元素，则三种元素中电负性较强的是硫元素；铁原子价电子为3d64s2，铜原子价电子为3d104s1：A．二价铁离子是铁原子失去最外层2个电子形成的阳离子，3d轨道有一个成对电子，4s轨道为空轨道，故A错误；B．铜原子价电子为3d104s1 ，轨道表示式不符合，故B错误；C．三价铁离子是铁原子失去4s两个电子和3d一个电子，3d轨道上各有一个电子为稳定结构，故C正确；D．亚铜离子是失去4s轨道一个电子形成的阳离子，轨道表示式正确，故D正确；故答案为CD；
(2)①H2S分子中，价层电子对为4对，VSEPR模型为四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′，但S原子有2对孤电子对，所以分子的构型为V形，中心原子杂化类型为sp3杂化，属于极性分子；
②H2S的沸点比水低的主要原因是水分子间形成氢键；
(3)二氧化硫为共价化合物，硫原子和两个氧原子间分别形成一个σ键，同时氧原子和硫原子间形成一个4电子离域π键，SO2中心原子的价层电子对数为3对，共价键的类型有：σ键和π键；
(4)①晶胞结构分析可知，由面心上Cu与2个S相连，晶胞中每个Cu原子与4个S相连，Cu+的配位数为4；
②晶胞中亚铁离子=8×+4×+1=4，亚铜离子=6×+4×=4，硫离子=8，晶胞内共含4个CuFeS2，a=b=0.524nm，c=1.032nm，则晶体的密度==
=
gcm3。
【题目】（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL)(标准状况) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
①上述实验过程中，反应速率最大时间段是________(选填字母作答)，该时间段反应速率最大的主要原因是________________________________________________________。
A．0～1min B．1～2min C．2～3min D．3～4min E．4～5min
②求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率___________________(假设反应过程中溶液体积不变)。
（2）某温度下在容积为1L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是______________________________________________。
②该反应达到平衡状态的标志是________。
A．X的浓度不再改变
B．Y的体积分数在混合气体中保持不变
C．容器内气体的总压强保持不变
D．容器内气体的总质量保持不变
③反应进行到2min时，Y的转化率为_____________。
（3）燃料电池可以将气体燃料和氧气直接反应产生电能，其效率高、污染低，是一种很有前途的能源利用方式。但传统燃料电池使用氢气为燃料，而氢气既不易制取又难以储存，导致燃料电池成本居高不下。科研人员尝试用便宜的甲烷、乙烷等碳氢化合物为燃料，设计出新型燃料电池，使其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。请写出以甲烷为燃料、硫酸为电解质溶液的该新型燃料电池工作时负极的电极反应方程式_________。