Question

【题目】以铜为原料可制备应用广泛的氧化亚铜。

（1）向CuCl2溶液中通入SO2可得到CuCl沉淀，发生反应的化学方程式为：____。

（2）由CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。CuCl水解为：CuCl(s)＋H2O(l)CuOH(s)＋Cl－(aq)＋H＋(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=___。

（3）用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，阳极及其溶液中有关转化如图1所示。溶液中③、④二步总反应的离子方程式为：___。

（4）Cu2O与ZnO组成的催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝a kJ·mol－1。按n(H2)/n(CO)＝2：1投料比将H2与CO充入V L恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。

①该反应的ΔH___0（填“<”或“>”），图中压强P1、P2、P3由大到小的关系是___。

②起始时，容器中c(H2)＝0.20mol·L－1，c(CO)＝0.10mol·L－1，在P3及T1℃下反应达到平衡，此时反应的平衡常数为___。（保留一位小数）

起始时，若容器中c(H2)＝0.40mol·L－1，c(CO)＝0.20mol·L－1，T1℃下反应达到平衡，CO的平衡转化率____。

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）氯化铜溶液中通入二氧化硫具有还原性，还原得到白色的CuCl沉淀，二氧化硫被氧化为硫酸；

（2）CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)，平衡常数K=c(H+) c(Cl-)，可变形成K=;

（2）据图1循环流程分析方程式，反应物是CuCl2和OH-，生成物是Cu2O、Cl-，再根据原子守恒配平；
（3）①根据图示信息，结合方程式判断压强和温度对平衡移动的影响进行解答；
②列出三段式，根据K=进行计算；起始时，若容器中c(H2)＝0.40mol·L－1，c(CO)＝0.20mol·L－1，则相当于加压，利用压强对平衡的影响作答。

（1）氯化铜溶液中通入二氧化硫具有还原性，还原得到白色的CuCl沉淀，二氧化硫被氧化为硫酸，反应的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+4H++SO42-；

（2）CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)，平衡常数K=平衡常数K=c(H+) c(Cl-)== Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH)；
（3）图中③、④二步循环流程分析可知，反应物是CuCl2和OH-，生成物是Cu2O、Cl-和H2O，其离子方程式为：2CuCl2-＋2OH－=Cu2O↓＋H2O＋4Cl－；

（4）①由图可知，压强一定时，升高温度，CO的平衡转化率降低，不利于平衡向正向移动，说明该反应为放热反应，ΔH＜0；；温度一定时，CO的转化率α（P3）<α（P2）<α（P1），该正反应是气体物质的量减小的反应，增大压强平衡向正反应进行，CO的转化率升高，故压强P1>P2>P3，
故答案为：＜；P1>P2>P3；
②c变（CO）=0.1mol/L×40%=0.04mol/L，
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
开始（mol/L） 0.10 0.200
变化（mol/L）0.04 0.08 0.04
结束（mol/L） 0.06 0.12 0.04
化学平衡常数K===46.3；
恒容密闭容器内，起始时若容器中c(H2)＝0.40mol·L－1，c(CO)＝0.20mol·L－1与原体系相比，相当于增大一倍压强，该反应时气体分子数减小的反应，则增大压强平衡会向正反应方向移动，有利于提高CO的平衡转化率，T1℃下反应达到平衡，CO的平衡转化率大于40%，A项正确，故答案为：46.3； A。