15.Cu的化合物在生活及科研中有重要作用,不同反应可制得不同状态的Cu2O.
(1)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.
①在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2.当收集的N2体积为3.36L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为43.2g;
②一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.20mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol-1;测得20min时O2的物质的量为0.0016mol,则前20min的反应速率v(H2O)=8×10-5mol/(L•min);该温度下,反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}({H}_{2})•c({O}_{2})}{{c}^{2}({H}_{2}O)}$;图1表示在t1时刻达到平衡后,只改变一个条件又达到平衡的不同时段内,H2的浓度随时间变化的情况,则t1时平衡的移动方向为逆向,t2时改变的条件可能为增大压强 和增大H2浓度;若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数,t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,则K1、K2、K3的关系为K1=K2<K3
(2)已知:2Cu2O(s)+O2(g)═4CuO(s)△H=-292kJ•mol-12C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221484kJ•mol-1请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式:2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s),△H=+35.5kJ•mol-1
(3)用电解法也可制备Cu2O.原理如图2所示,则阳极电极反应可以表示为:2Cu++2OH--2e-=C2u+H2O.
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