题目内容
【题目】 合成氨工业生产中所用的α—Fe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为4:5，其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为________。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1:2时，其催化剂活性最高，此时混合物中铁的质量分数为__________________(保留两位小数)。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α—Fe催化剂的化学方程式(另一种产物可溶于水)：________________。
(4)为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向480gFe2O3粉末加入炭粉的质量是______g。
【答案】1：1 0.72 2Fe2O3+C
4FeO+CO2↑ 6g
【解析】
(1)设FeO、Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol，根据铁、氧的物质的量之比计算出FeO、Fe2O3的物质的量之比，进而确定Fe2+与Fe3+物质的量之比；
(2)设Fe2+与Fe3+物质的量分别为1mol、2mol，计算氧原子物质的量，再根据m=nM计算氧元素质量，进而计算氧化物中Fe元素质量分数；
(3)C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C(炭粉)被氧化成CO2，据此书写化学方程式；
(4)催化活性最高的催化剂，由(2)可知催化剂中Fe2+与Fe3+物质的量之比为1：2，根据n=
计算Fe2O3的物质的量，进而计算催化剂中FeO的物质的量，结合方程式计算需要碳粉的质量。
(1)设FeO、Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol，则（x+2y）mol：（x+3y）mol=4：5，整理可得x：y=2：1，则Fe2+与Fe3+物质的量之比为x：2y=1：1；
(2)设Fe2+与Fe3+物质的量分别为1mol、2mol，则氧原子物质的量为1mol+3mol=4mol，故氧化物中Fe元素质量分数为
=0.724≈0.72；
(3)由题给信息知，C（炭粉）会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C（炭粉）被氧化成CO2，故答案为：2Fe2O3+C4FeO+CO2↑；
(4)由于催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：2时，其催化剂活性最高，此时反应后的混合物中，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1：1，原料480g Fe2O3为3mol，Fe2O3～2FeO，原料中必须有
的Fe2O3参加反应，即1mol Fe2O3参加反应，理论上要有0.5mol炭粉反应，即6g炭粉。
【题目】在800℃时，在2L密闭容器中将一定量的NO和O2混合发生反应，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/S | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
n(NO)/mol | 0.2 | 0.1 | 0.08 | 0.07 | 0.07 | 0.07 |
请回答下列问题：
(1)用O2表示从0～20s内该反应的速率为___________。
(2)若升温到850℃，平衡后n(NO)= n(NO2)，则该反应是______热反应（填：“吸”、“放”）
(3)若改变某一条件，达新平衡时n(NO)= 0.06 mol，下列说法正确的是_______。
A．平衡一定正向移动
B．可能是向容器中加入了一定量的NO气体
C．可能是缩小了容器的体积
(4)假设在一定条件下0.2molNO气体与氧气反应，达到平衡时测得放出热量akJ，此时NO转化率为80%，写出在此条件下该反应的热化学方程式_________。
(5)等温时，a、b容器开始体积相等，各充入2molNO和1molO2，平衡时NO的转化率a___b（填“大于”“小于”“等于”）
【题目】Mn、Fe均为第4周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如下表：
元素 | Mn | Fe | |
电离能/(kJ·mol-1) | I1 | 717 | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 | |
回答下列问题：
（1）Mn元素基态原子价电子层的电子排布式为__；比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难，其原因是__。
（2）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为__，Fe原子配位数之比为__。
