题目内容

【题目】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:

方法I

用碳粉在高温条件下还原CuO

方法II

用肼N2H4还原新制CuOH2

方法III

电解法,反应为2Cu+H2OCu2O+H2

1已知:2Cus+O2g=Cu2OsH=﹣akJmol﹣1

Cs+O2g=COgH=﹣bkJmol﹣1

Cus+O2g=CuOsH=﹣ckJmol﹣1

则方法I发生的反应:2Cu Os+Cs=Cu2Os+COgH= kJmol﹣1

2工业上很少用方法I制取Cu2O,是由于方法I反应条件不易控制,若控温不当,会降低Cu2O产率,请分析原因:

3方法II为加热条件下用液态肼N2H4还原新制CuOH2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2

该制法的化学方程式为

4方法III采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,写出电极反应式

并说明该装置制备Cu2O的原理

5在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:

2H2Og2H2g+O2gH>0,水蒸气的浓度mol/L随时间tmin

变化如下表所示.

序号

Cu2O a克

温度

0

10

20

30

40

50

方法II

T1

0.050

0.0492

0.0486

0.0482

0.0480

0.0480

方法III

T1

0.050

0.0488

0.0484

0.0480

0.0480

0.0480

方法III

T2

0.10

0.094

0.090

0.090

0.090

0.090

下列叙述正确的是 填字母代号

a.实验的温度:T2<T1

b.实验前20min的平均反应速率vO2=7×10﹣5molL﹣1min﹣1

c.实验比实验所用的Cu2O催化效率高

d. 实验的化学平衡常数的关系:K1=K2<K3

【答案】12c﹣a﹣b;2若温度不当,会生成Cu;

34CuOH2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑;

4阴极电极反应:2H++2e=H2↑,cOH增大通过阴离子交换膜进入阳极室

阳极电极反应:2 Cu2e+2OH=Cu2O+H2O,获得Cu2O;

5cd

【解析】

试题分析1已知2Cus+1/2O2g=Cu2OsH=-akJmol-1

Cs+1/2O2g=COgH=-bkJmol-1

Cus+1/2O2g=CuOsH=-ckJmol-1

由盖斯定律可知-×2+2CuOs+Cs=Cu2Os+COgH=2c-a-bkJmol-1

2在加热条件下,CCuO也能生成Cu,所以若温度不当会生成Cu;

3液态肼N2H4还原新制CuOH2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2其反应的方程式为:4CuOH2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑;

4阴极上氢离子得电子生成氢气,阴极电极反应:2H++2e-=H2↑,cOH-增大,通过阴离子交换膜进入阳极室,阳极发生氧化反应,碱性条件下Cu在阳极失去电子得到Cu2O与H2O,阳极电极反应式为:2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;

5a.实验温度越高达到化学平衡时水蒸气转化率越大,相比,转化率高,所以T2>T1,故a错误;b.实验前20min的平均反应速率 vH2===7×10-5 molL-1 min-1,则vO2=1/2vH2=3.5×10-5mol/L.min,故b错误;c.②③化学平衡状态未改变,反应速率加快,则是加入了催化剂,催化剂的活性越高,速率越快,在相等时间内,中水蒸气的浓度变化比快,则实验比实验所用的Cu2O催化效率高,故c正确;d.该反应为吸热反应,温度越高,k越大,由a分析可知,T2>T1,所以实验的化学平衡常数的关系:K1=K2<K3,故d正确;故答案为cd

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网