题目内容
【题目】铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物在生活中有广泛应用。
(1)基态Fe2+的电子排布式为______。
(2)FeSO4常作净水剂和补铁剂,SO42-的立体构型是______。
(3)羰基铁[Fe(CO)5]可作催化剂、汽油抗爆剂等。1molFe(CO)5分子中含______molσ键。
(4)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示(Fe3+离子为六方最密堆积)。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为______。在该晶胞中,与Fe3+紧邻且等距离的Fe3+数目为______。
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(5)某铁氮化合物(FexNy)的晶胞如图2所示,N原子位于b位置Fe形成的空隙,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图3所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为______。
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(6)氧化亚铁晶体的晶胞如图4所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg/cm3,NA代表阿伏伽德罗常数的值,Fe2+与O2-最短核间距为______pm。
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【答案】[Ar]3d6 正四面体形 10 3:1 12 Fe3CuN
×1010
【解析】
(1)Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,价电子排布式为3d64s2,基态Fe2+的电子排布式为 [Ar]3d6。故答案为: [Ar]3d6;
(2)FeSO4常作净水剂和补铁剂,SO42-离子中含有4个σ键,没有孤电子对,硫原子采取sp3杂化,所以SO42-的立体构型是正四面体形。故答案为:正四面体形;
(3)配位体中碳原子不存在孤对电子,σ键数为2,一个是C-Fe键,1个是C-O键,1个Fe(CO)5分子含10个σ键,则1molFe(CO)5分子中含10molσ键;故答案为:10mol。
(4)氮化铁晶体为六棱柱,顶点贡献率为
,棱点贡献率为
,面点贡献率为
,依据晶胞结构可知,12个铁原子位于顶点,2个铁原子位于面心,3个铁原子位于体内,2个氮原子位于体内,1个晶胞含有铁微粒数为:12×
+
×2+3=6,含氮原子数为2,所以该晶体中铁、氮的微粒个数之比为:6:2=3:1;在该晶胞中,Fe3+离子为六方最密堆积,以1个Fe3+离子为中心,上面有6个,下面有6个,与Fe3+紧邻且等距离的Fe3+数目为12;
故答案为:3:1;12;
(5)由图3可知,Cu替代a位置的Fe时能量较低,更稳定,则Cu位于顶点,N(Cu)=8×
=1,Fe位于面心,N(Fe)=6×
=3,N位于体心,则只有1个N,其化学式为Fe3CuN,故答案为:Fe3CuN;
(6)氧化亚铁晶胞结构类似氯化钠晶胞,棱上3个离子相切,晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍。依据图4可知,上、中、下三层各有4个氧离子与中心的氧离子紧邻且等距离,而氧化亚铁中氧离子、亚铁离子个数比为1:1,1个氧化亚铁晶胞含有二价铁离子数目为:8×
+6×
=4,含有氧离子数目为:
×12+1=4,所以1个氧化亚铁晶胞含有4个FeO,设Fe2+与O2-最短核间距为dpm,依据氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm-3,可知:ρ=
,解得d=
×1010pm;
故答案为:
×1010。
【题目】.二氧化碳的回收利用对温室气体的减排具有重要的意义。在2L密闭容器中,加入2.00 mol CO2和2.00 mol H2以及催化剂发生反应:CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) △H,测得,n(H2)/mol在不同温度随时间的变化如下表:
实验编号 | 时间/min | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 |
Ⅰ | T1/K | 1.50mol | 1.32 mol | 1.28 mol | 1.26 mol | 1.26 mol |
Ⅱ | T2/K | 1.45mol | 1.20 mol | 1.10 mol | 1.10 mol | 1.10 mol |
(1)实验I中0~60min内用HCOOH表示的该反应的平均反应速率为____________。
(2)实验II反应开始时体系压强为P0,第90min时体系压强为P1,则P1:P0=_______。
(3)T2温度下反应的平衡常数为______________。
(4)比较实验温度T1____T2(填“>”或“<”),该反应的△H____0(填“>”、“=”或“<”)。
(5)下列说法正确的是_______(填编号)。
A.当CO2、H2和HCOOH的物质的量浓度之比为1:1:1时,该反应达到平衡
B.容器中气体密度不再改变,不能判断该反应是否达到平衡
C.将HCOOH液化后分离既能提高转化率又能加快反应速率
D.选用更高效的催化剂可提高生产效率
【题目】下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是
A | B | C | D | |
实验 | NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 | 石蕊溶液滴入氯水中 | Na2S溶液滴入AgCl浊液中 | 热铜丝插入稀硝酸中 |
现象 | 产生白色沉淀,随后变为红褐色 | 溶液变红,随后迅速褪色 | 沉淀由白色逐渐变为黑色 | 产生无色气体,随后变为红棕色 |
A. A B. B C. C D. D