Question

【題目】以銅為原料可制備應(yīng)用廣泛的氧化亞銅。

（1）向CuCl2溶液中通入SO2可得到CuCl沉淀，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____。

（2）由CuCl水解再熱分解可得到納米Cu2O。CuCl水解為：CuCl(s)＋H2O(l)CuOH(s)＋Cl－(aq)＋H＋(aq)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與此溫度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的關(guān)系為K=___。

（3）用銅作陽極，鈦片作陰極，電解一定濃度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，陽極及其溶液中有關(guān)轉(zhuǎn)化如圖1所示。溶液中③、④二步總反應(yīng)的離子方程式為：___。

（4）Cu2O與ZnO組成的催化劑可用于工業(yè)上合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝a kJ·mol－1。按n(H2)/n(CO)＝2：1投料比將H2與CO充入V L恒容密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測定CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。

①該反應(yīng)的ΔH___0（填“<”或“>”），圖中壓強(qiáng)P1、P2、P3由大到小的關(guān)系是___。

②起始時，容器中c(H2)＝0.20mol·L－1，c(CO)＝0.10mol·L－1，在P3及T1℃下反應(yīng)達(dá)到平衡，此時反應(yīng)的平衡常數(shù)為___。（保留一位小數(shù)）

起始時，若容器中c(H2)＝0.40mol·L－1，c(CO)＝0.20mol·L－1，T1℃下反應(yīng)達(dá)到平衡，CO的平衡轉(zhuǎn)化率____。

A．大于40% B．小于40% C．等于40% D．等于80%

Answer 1

【答案】2CuCl2＋SO2+2H2O=2CuCl↓＋2HCl＋H2SO4 Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH) 2CuCl2-＋2OH－===Cu2O↓＋H2O＋4Cl－ ＜ P1>P2>P3 46.3 A

【解析】

（1）氯化銅溶液中通入二氧化硫具有還原性，還原得到白色的CuCl沉淀，二氧化硫被氧化為硫酸；

（2）CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)，平衡常數(shù)K=c(H+) c(Cl-)，可變形成K=;

（2）據(jù)圖1循環(huán)流程分析方程式，反應(yīng)物是CuCl2和OH-，生成物是Cu2O、Cl-，再根據(jù)原子守恒配平；
（3）①根據(jù)圖示信息，結(jié)合方程式判斷壓強(qiáng)和溫度對平衡移動的影響進(jìn)行解答；
②列出三段式，根據(jù)K=進(jìn)行計算；起始時，若容器中c(H2)＝0.40mol·L－1，c(CO)＝0.20mol·L－1，則相當(dāng)于加壓，利用壓強(qiáng)對平衡的影響作答。

（1）氯化銅溶液中通入二氧化硫具有還原性，還原得到白色的CuCl沉淀，二氧化硫被氧化為硫酸，反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+4H++SO42-；

（2）CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)，平衡常數(shù)K=平衡常數(shù)K=c(H+) c(Cl-)== Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH)；
（3）圖中③、④二步循環(huán)流程分析可知，反應(yīng)物是CuCl2和OH-，生成物是Cu2O、Cl-和H2O，其離子方程式為：2CuCl2-＋2OH－=Cu2O↓＋H2O＋4Cl－；

（4）①由圖可知，壓強(qiáng)一定時，升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，不利于平衡向正向移動，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0；；溫度一定時，CO的轉(zhuǎn)化率α（P3）<α（P2）<α（P1），該正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，CO的轉(zhuǎn)化率升高，故壓強(qiáng)P1>P2>P3，
故答案為：＜；P1>P2>P3；
②c變（CO）=0.1mol/L×40%=0.04mol/L，
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
開始（mol/L） 0.10 0.200
變化（mol/L）0.04 0.08 0.04
結(jié)束（mol/L） 0.06 0.12 0.04
化學(xué)平衡常數(shù)K===46.3；
恒容密閉容器內(nèi)，起始時若容器中c(H2)＝0.40mol·L－1，c(CO)＝0.20mol·L－1與原體系相比，相當(dāng)于增大一倍壓強(qiáng)，該反應(yīng)時氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，則增大壓強(qiáng)平衡會向正反應(yīng)方向移動，有利于提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率，T1℃下反應(yīng)達(dá)到平衡，CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于40%，A項(xiàng)正確，故答案為：46.3； A。