【題目】納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下表為制取Cu2O的三種方法:
方法I | 用碳粉在高溫條件下還原CuO |
方法II | 用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2 |
方法III | 電解法,反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑ |
(1)已知:2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s)△H=﹣akJmol﹣1
C(s)+O2(g)=CO(g)△H=﹣bkJmol﹣1
Cu(s)+O2(g)=CuO(s)△H=﹣ckJmol﹣1
則方法I發(fā)生的反應(yīng):2Cu O(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g);△H= kJmol﹣1.
(2)工業(yè)上很少用方法I制取Cu2O,是由于方法I反應(yīng)條件不易控制,若控溫不當(dāng),會降低Cu2O產(chǎn)率,請分析原因: .
(3)方法II為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級Cu2O,同時放出N2.
該制法的化學(xué)方程式為 .
(4)方法III采用離子交換膜控制電解液中OH﹣的濃度而制備納米Cu2O,裝置如圖所示,寫出電極反應(yīng)式
并說明該裝置制備Cu2O的原理 .
(5)在相同的密閉容器中,用以上兩種方法制得的Cu2O分別進行催化分解水的實驗:
2H2O(g)2H2(g)+O2(g)△H>0,水蒸氣的濃度(mol/L)隨時間t(min)
變化如下表所示.
序號 | Cu2O a克 | 溫度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
① | 方法II | T1 | 0.050 | 0.0492 | 0.0486 | 0.0482 | 0.0480 | 0.0480 |
② | 方法III | T1 | 0.050 | 0.0488 | 0.0484 | 0.0480 | 0.0480 | 0.0480 |
③ | 方法III | T2 | 0.10 | 0.094 | 0.090 | 0.090 | 0.090 | 0.090 |
下列敘述正確的是 (填字母代號).
a.實驗的溫度:T2<T1
b.實驗①前20min的平均反應(yīng)速率v(O2)=7×10﹣5molL﹣1min﹣1
c.實驗②比實驗①所用的Cu2O催化效率高
d. 實驗①、②、③的化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3.
【答案】(1)2c﹣a﹣b;(2)若溫度不當(dāng),會生成Cu;
(3)4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑;
(4)陰極電極反應(yīng):2H++2e﹣=H2↑,c(OH﹣)增大,通過陰離子交換膜進入陽極室
陽極電極反應(yīng):2 Cu﹣2e﹣+2OH﹣=Cu2O+H2O,獲得Cu2O;
(5)cd
【解析】
試題分析:(1)已知:①2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s);△H=-akJmol-1,
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-bkJmol-1,
③Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s);△H=-ckJmol-1
由蓋斯定律可知,①-③×2+②得2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g);△H=2c-a-bkJmol-1;
(2)在加熱條件下,C與CuO也能生成Cu,所以若溫度不當(dāng),會生成Cu;
(3)液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級Cu2O,同時放出N2,其反應(yīng)的方程式為:4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑;
(4)陰極上氫離子得電子生成氫氣,陰極電極反應(yīng):2H++2e-=H2↑,c(OH-)增大,通過陰離子交換膜進入陽極室,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),堿性條件下Cu在陽極失去電子得到Cu2O與H2O,陽極電極反應(yīng)式為:2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;
(5)a.實驗溫度越高達到化學(xué)平衡時水蒸氣轉(zhuǎn)化率越大,②和③相比,③轉(zhuǎn)化率高,所以T2>T1,故a錯誤;b.實驗①前20min的平均反應(yīng)速率 v(H2)===7×10-5 molL-1 min-1,則v(O2)=1/2v(H2)=3.5×10-5mol/(L.min),故b錯誤;c.②③化學(xué)平衡狀態(tài)未改變,反應(yīng)速率加快,則是加入了催化劑,催化劑的活性越高,速率越快,在相等時間內(nèi),③中水蒸氣的濃度變化比②快,則實驗②比實驗①所用的Cu2O催化效率高,故c正確;d.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度越高,k越大,由a分析可知,T2>T1,所以實驗①、②、③的化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3,故d正確;故答案為cd。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)硅及其化合物用途的說法中,不正確的是
A. 硅單質(zhì)是制造光電池的主要原料 B. 二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料
C. 可用石英坩堝加熱氫氧化鈉固體 D. 玻璃、水泥、陶瓷都是硅酸鹽產(chǎn)品
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】華盛頓大學(xué)的研究團隊采用新型的太陽能熱過程生產(chǎn)水泥,可實現(xiàn)C02零排放。當(dāng)電解低于800℃ 時,碳酸鈣先分解成為CaO和CO2,電解質(zhì)為熔融的碳酸鈉,基本原理如圖所示,下列說法不正確的是( )
A.生產(chǎn)過程中能量轉(zhuǎn)化方式是光能、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.石墨電極的電極反應(yīng)式為3CO2 +4e- =C+ 2CO32-
C.電解過程中熔融碳酸鈉的物質(zhì)的量不發(fā)生變化
D.電解過程中若產(chǎn)生11.2 LO2,則轉(zhuǎn)移2 mol電子
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D為四種可溶性的鹽,它們的陽離子分別可能是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一種,陰離子分別可能是NO、SO、Cl-、CO中的一種。
①若把四種鹽分別溶于盛有蒸餾水的四支試管中,只有C鹽的溶液呈藍色;
②若向①的四支試管中分別加入鹽酸,B鹽的溶液有沉淀生成,D鹽的溶液有無色無味的氣體逸出。
根據(jù)①②實驗事實可推斷它們的化學(xué)式為:
(1)A________,B________,C________,D________。
(2)寫出C與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式:_____________________。
(3)C溶液中陰離子的檢驗方法:_________________________________________
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列不屬于有機物種類繁多的原因是( 。
A. 同分異構(gòu)現(xiàn)象
B. 碳原子的結(jié)合方式種類多
C. 多個碳原子結(jié)合時碳鏈長
D. 碳原子的空間排隊列方式多樣
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于食物的酸堿性,下列說法正確的是( 。
A. 食物溶于水后的溶液中pH小于7,則為成酸性食物
B. 由碳、氮、硫、磷等元素組成的蛋白質(zhì)是酸性食物
C. 蔬菜、水果多含鉀、鈉、鈣、鎂等鹽類,習(xí)慣稱為酸性食物
D. 檸檬酸是酸性食物
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】物質(zhì)的量相同的Mg2+、F﹣、H2O三種微粒,一定含有相同的( )
A.電子數(shù)
B.質(zhì)子數(shù)
C.中子數(shù)
D.質(zhì)量數(shù)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知—C4H9有4種同分異構(gòu)體,不必寫出C4H10O的結(jié)構(gòu)簡式,試說明其作為醇的同分異構(gòu)體的數(shù)目( 。
A. 2種 B. 4種 C. 3種 D. 5種
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有關(guān)鐵的氧化物的說法中,不正確的是( )
A.赤鐵礦主要成分是Fe2O3,F(xiàn)e2O3是紅棕色的,常用作紅色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶體,其中1/3的鐵顯+2價,2/3的鐵顯+3價
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能和鹽酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽
D.FeO不穩(wěn)定,在空氣中加熱迅速被氧化成Fe2O3
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com