题目
题型:不详难度:来源:
Ⅰ.纳米氧化亚铜的制备
(1)四种制取Cu2O的方法如下:
①火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO;
②最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。
已知:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) △H="-a" kJ/mol
Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l) △H="b" kJ/mol
4CuO(s)2Cu2O(s)+O2(g) △H="c" kJ/mol
则该方法制备Cu2O的热化学方程式为 。
③工业中主要采用电解法:用铜和钛作电极,电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液,电解总方程式为:2Cu+H2OCu2O+H2↑,则阳极反应式为: 。
④还可采用Na2SO3还原CuSO4法:将Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中,制成一定浓度的溶液,通入蒸气加热,于100℃~104℃间反应即可制得。写出该反应的化学方程式: 。
Ⅱ.纳米氧化亚铜的应用
(2)用制得的Cu2O进行催化分解水的实验
①一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10. 0 mol水蒸气,发生反应:
2H2O(g)2H2(g)+O2(g) △H=+484 kJ·mol-1
T1温度下不同时段产生O2的量见下表:
时间/min | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(O2)/mol | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.0 |
②右图表示在t1时刻达到平衡后,只改变一个条件又达到平衡的不同时段内,H2的浓度随时间变化的情况,则t1时平衡的移动方向为 ,t2时改变的条件可能为 ;若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数,t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,则K1、K2、K3的关系为 ;
③用以上四种方法制得的Cu2O在其它条件相同下分别对水催化分解,产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是 。
A.方法③、④制得的Cu2O催化效率相对较高
B.方法④制得的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高
C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有
D.Cu2O催化水分解时,需要适宜的温度
答案
③2Cu+2OH-—2e-=Cu2O+H2O(2分)
④2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+3Na2SO4+2SO2↑(2分)
Ⅱ、(2)①5.0×10-2 mol·L-1·min-1 (1分) (1分) >(1分)
②逆向(1分) 增大压强或增大浓度 (1分) (2分)
③ACD(2分)
解析
③电解池中阳极失去电子,所以根据总反应式可知,阳极是铜失去电子,被氧化生成氧化亚铜,方程式为2Cu+2OH-—2e-=Cu2O+H2O。
④亚硫酸钠是还原剂,其氧化产物是硫酸钠。硫酸铜是氧化产物,根据电子得失守恒可知,还原产物是氧化亚铜和SO2,所以方程式为2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+3Na2SO4+2SO2↑。
Ⅱ、(2)①前20 min生成氧气是1.0mol,所以消耗水蒸气是2.0mol,所以反应速率是。平衡常数是在可逆反应达到平衡时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以表达式为K=。T1时平衡体系中氧气时2mol,氢气是4mol,水蒸气是6mol,因此平衡常数=。T2温度下K=0.4<4/9,则平衡逆反应方向移动,由于正反应是吸热反应,所以温度是T1大于T2。
②t1时氢气的浓度减小,说明所以向逆反应方向移动。T2时氢气的浓度增大,然后逐渐减小,说明改变的条件是增大压强或增大浓度。t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,由于氢气的浓度逐渐增大,说明改变的条件是升高温度,所以关系为。
③根据图像可知,曲线4的反应速率最快,但催化剂不能改变平衡状态,即不能改变转化率,B是错误的,其余都是正确的,答案选ACD。
核心考点
试题【(15分)纳米级Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效应,其具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳电池、传感器、超导体、制氢和电致变色、环境中处理有机污染物等方面】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.△H>0的反应,常温下一定不能自发进行 |
B.用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定相同物质的量浓度和相同体积的盐酸和醋酸,其中实线表示的是滴定盐酸的曲线 |
C.常温下,在0.1mol/L氨水中,加入少量NH4Cl晶体,溶液的pH减小 |
D.恒容密闭容器中进行的反应3A(g)2B(g)+C(s),在其它条件不变的情况下,再充入一定量的A气体,A的转化率不变 |
A.锅炉中沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡后,再将不溶物用稀盐酸溶解去除 |
B.向沸水中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体的原理是加热促进了Fe3+水解 |
C.向纯水中加入盐酸或降温都能使水的离子积减小,电离平衡逆向移动 |
D.反应2A(g) + B(g) =" 3C" (s) + D(g)在一定条件下能自发进行,说明该反应的ΔH>0 |
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
⑴以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
⑵CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
⑶汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
⑷乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
①
②
③
(1)与反应生成的热化学方程式为 。
(2)向VL恒容密闭容器中充入与,在不同压强下合成甲醇。的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示:
①压强 (填“<”、“>”或“=”)
②在、压强时,平衡常数为 (用含的代数式表示)。
(3)下图是甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)结构示意图,电极通入的为 ,电极反应式是 。
若用该电池电解溶液,当得到铜时,参加反应的气体的体积应为 (标准状况)。
(1)某溶液含两种相同物质的量的溶质,溶液中只存在OH—、H+、NH4+、Cl-四种离子,且c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH—)>c(H+),则这两种溶质是 _________ 。
(2)0.1 mol·L-1的氨水与0.05 mol·L-1的稀硫酸等体积混合,用离子方程式表示混合后溶液的酸碱性: 。
(3)以石墨电极电解100 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.01 mol,则阴极上析出Cu的质量为 g。
(4)将AgCl分别放入①5mL H2O ②10mL0.2mol·L-1 MgCl2③20 mL0.5mol·L-1 NaCl溶液④40 mL0.1mol·L-1HCl中溶解至饱和,各溶液中Ag+的浓度由大到小的顺序是________________。
(5)向20 mL硫酸和盐酸的混合液中逐滴加入pH=13的Ba(OH)2溶液,生成BaSO4的量如右图所示,B点溶液的pH=7(忽略溶液体积变化),则c(HCl)=_________mol·L-1。
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