納米級(jí)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 |
用炭粉在高溫條件下還原CuO |
方法Ⅱ |
電解法,反應(yīng)為2Cu + H2O Cu2O + H2↑。 |
方法Ⅲ |
用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2 |
(1)工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是 。
(2)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H = -akJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H = -bkJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H = -ckJ·mol-1
則方法Ⅰ發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H = kJ·mol-1。
(3)方法Ⅱ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,該電池的陽(yáng)極反應(yīng)式為 。
(4)方法Ⅲ為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來(lái)制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2。該制法的化學(xué)方程式為 。
(5)在相同的密閉容器中,用以上兩種方法制得的Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn):
△H >0
水蒸氣的濃度隨時(shí)間t變化如下表所示。
序號(hào) |
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
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(hào))。
A.實(shí)驗(yàn)的溫度:T2<T1
B.實(shí)驗(yàn)①前20 min的平均反應(yīng)速率 v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C.實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①所用的催化劑催化效率高
(1)由于在高溫下,碳有可能把氧化銅還原生成銅,即不易控制反應(yīng)條件。(2分)
(2)-(a+b-2c)kJ/mol;2c –a-b(2分) (3)2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。(2分)
(4)4Cu(OH)2 + N2H42Cu2O + N2↑ + 6H2O。(2分) (5)C(1分)
【解析】
試題分析:(1)由于在高溫下,碳有可能把氧化銅還原生成銅,不易控制反應(yīng)條件,所以一般不用方法I。
(2)根據(jù)蓋斯定律可知,①+②-③×2即得到反應(yīng)2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H =-akJ/mol-bkJ/mol+2ckJ/mol=-(a+b-2c)kJ/mol。
(3)銅電極和電源的正極相連,做陽(yáng)極,失去電子,則電極反應(yīng)式是2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。
(4)根據(jù)原子守恒可知,生成物還有水生成,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Cu(OH)2 + N2H42Cu2O + N2↑ + 6H2O。
(5)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)反應(yīng),則升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以水蒸氣的轉(zhuǎn)化率高,則根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,溫度應(yīng)該是T2>T1,A不正確;實(shí)驗(yàn)①前20 min的平均反應(yīng)速率 v(O2)==3.5×10-5 mol·L-1 min-1,B不正確;實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①達(dá)到平衡所用的時(shí)間少,說(shuō)明反應(yīng)速率快,使用的催化劑催化效率高,C正確,答案選C。
考點(diǎn):考查反應(yīng)反應(yīng)熱、反應(yīng)速率的計(jì)算、電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式的書寫以及外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響
點(diǎn)評(píng):該題是高考中的常見考點(diǎn)和題型,屬于中等難度試題的考查,試題綜合性強(qiáng),側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練,旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力,提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011屆江蘇省淮安市高三第四次調(diào)研測(cè)試化學(xué)試卷 題型:填空題
(10分)納米級(jí)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 | 用炭粉在高溫條件下還原CuO |
方法Ⅱ | 電解法,反應(yīng)為2Cu + H2O Cu2O + H2↑。 |
方法Ⅲ | 用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011-2012學(xué)年山西省高三高考模擬(四)理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(13分)納米級(jí)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 |
用炭粉在高溫條件下還原CuO |
方法Ⅱ |
電解法,反應(yīng)為2Cu + H2O Cu2O + H2↑。 |
方法Ⅲ |
用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2 |
(1)工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是 。
(2)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H = -akJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H = -bkJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H = -ckJ·mol-1
則方法Ⅰ發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H = kJ·mol-1。
(3)方法Ⅱ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,該電池的陽(yáng)極反應(yīng)式為 。
(4)方法Ⅲ為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來(lái)制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2。該制法的化學(xué)方程式為 。
(5)在相同的密閉容器中,用以上兩種方法制得的Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn): △H >0
水蒸氣的濃度隨時(shí)間t變化如下表所示。
序號(hào) |
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0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
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(hào))。
A.實(shí)驗(yàn)的溫度:T2<T1
B.實(shí)驗(yàn)①前20 min的平均反應(yīng)速率 v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C.實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①所用的催化劑催化效率高
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010-2011學(xué)年江蘇省淮安市高三第四次調(diào)研測(cè)試化學(xué)試卷 題型:填空題
(10分)納米級(jí)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 |
用炭粉在高溫條件下還原CuO |
方法Ⅱ |
電解法,反應(yīng)為2Cu + H2O Cu2O + H2↑。 |
方法Ⅲ |
用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2 |
(1)工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是 ▲ 。
(2)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H = -169kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H = -110.5kJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H = -157kJ·mol-1
則方法Ⅰ發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H = ▲ kJ·mol-1。
(3)方法Ⅱ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,該電池的陽(yáng)極反應(yīng)式為 ▲ 。
(4)方法Ⅲ為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來(lái)制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2。該制法的化學(xué)方程式為 ▲ 。
(5)在相同的密閉容器中,用以上兩種方法制得的Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn): △H>0,水蒸氣的濃度隨時(shí)間t變化如下表所示。
下列敘述正確的是 ▲ (填字母代號(hào))。
A.實(shí)驗(yàn)的溫度:T2<T1
B.實(shí)驗(yàn)①前20 min的平均反應(yīng)速率 v(H2)=7×10-5 mol·L-1 min—1
C.實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①所用的催化劑催化效率高
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