题目内容

科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。

Ⅰ.四种制取Cu2O的方法

(1)火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO;

(2)用葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]还原新制的Cu(OH)2。写出化学方程式   ;

(3)电解法。反应为2Cu + H2O Cu2O + H2↑。则阳极产物是     ;

(4)最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为    。

Ⅱ.用制得的Cu2O进行催化分解水的实验

(1)一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气,发生反应:

时间/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

0.0010

0.0016

0.0020

0.0020

2H2O(g)高考资源网( www.ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。 2H2(g)+O2(g);△H = +484kJ?mol-1,不同时段产生O2的量见下表:

计算:

前20min的反应速率 v(H2O)=     ;该反应的平衡常数表达式K =     ;达平衡时,至少需要吸收的光能为    kJ。

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(2)用以上四种方法制得的Cu2O在某相同条件下分别对水催化分解,产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是         。

A.c、d方法制得的Cu2O催化效率相对较高

B.d方法制得的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高

C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关

D.Cu2O催化水分解时,需要适宜的温度

Ⅰ(2)CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 → CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O

(3)Cu2O 

(4)4Cu(OH)2 + N2H4   高考资源网( www.ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。2Cu2O + N2 + 6H2O   (3分)

Ⅱ(1)5.0×10―5 mol?L-1 min―1    (2分)

    或         (2分)    0.97  (2分)

(2)ACD (3分,选对一个只得1分,错选一个倒扣1分,最少得0分)

注:(有效数字错误或单位错误共扣1分)

练习册系列答案
相关题目
(2011?青岛模拟)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
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)
8×10-5mol/(L?min)
;该温度下,反应的平衡常数表达式K=
c2(H2)?c(O2)
c2(H2O)
c2(H2)?c(O2)
c2(H2O)
;下图表示在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
逆向
,t2时改变的条件可能为
增大压强或增大H2浓度
增大压强或增大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
K1=K2<K3
;
(2)已知:2Cu2(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-292kJ?mol-1     
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ?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
2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s),△H=+35.5kJ?mol-1
;
(3)用电解法也可制备Cu2O.原理如右上图所示,则阳极电极反应可以表示为
2Cu++2OH--2e-=C2u+H2O
2Cu++2OH--2e-=C2u+H2O
.
对一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析,下列是关于化学反应的系列研究,请根据相关信息回答问题.
(1)关于反应物之间的定量关系的研究:已知反应:Br2+2Fe2+═2Br-+2Fe3+,向10mL 0.1mol?L-1的FeBr2溶液中通入0.001mol Cl2,该反应的离子方程式为:
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

(2)关于反应速率、限度的研究:
①已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,在氯化镁溶液中加入一定量的烧碱,测得pH=13.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=
5.6×10-10mol/L
5.6×10-10mol/L
.
②科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)
Cu2O
2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ?mol-1不同时段产生O2的量见下表:
时间/min 20 40 60 80
n(O2)/mol 0.0010 0.0016 0.0020 0.0020
则前20min的反应速率 v(H2O)=
5.0×10-5mol?L-1?min-1
5.0×10-5mol?L-1?min-1
;达平衡时,至少需要吸收的光能为
0.968
0.968
kJ.

③向某密闭容器中加入 0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体.一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示.附图中乙图为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件,所用条件均不同.已知,t3-t4阶段为使用催化剂[已知t0-t1阶段c(B)未画出].请回答:
I:t4-t5阶段改变的条件为
减小压强
减小压强
,
II:B的起始物质的量为
0.04mol
0.04mol
.

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