题目内容
【题目】铜的多种化合物在生产生活中都有广泛用途。请回答下列问题：
（1）Cu2O和CuO是铜的两种氧化物，可互相转化。已知：
i.2Cu2O(s)＋O2(g)=4CuO(s) △H=-292.0kJ·mol-1
ii.C(s)＋2CuO(s)=Cu2O(s)＋CO(g) △H=＋35.5kJ·mol-1
若CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1，则C(s)的燃烧热为___。
（2）Cu2O和CuO常用作催化剂。
①质子交换膜燃料电池(PEMFC)的燃料气中除含有H2外还含有少量的CO和CO2，其中CO是PEMFC催化剂的严重毒化剂，可用CuO/CeO2作催化剂优先氧化脱除CO。160℃、用CuO/CeO2作催化剂时，氧化CO的化学方程式为___；分别用HIO3和H3PO4对CuO/CeO2进行处理，在一定条件下，利用不同催化剂进行CO氧化的对比实验，得如图曲线，其中催化剂___ (填“b”或“c”)催化性能最好；120℃使用催化剂b进行氧化，若燃料气中CO的体积分数为0.71%，气体流速为2000mL·h-1，则1h后，CO体积为___mL。
②在Cu2O催化作用下合成CH3OH，反应如下：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) △H=-90.0kJ·mol-1，有利于提高该反应CO的平衡转化率的条件是___(填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
T℃时，将CO和H2按一定比例混合后投入容积为2L的恒容密闭容器中，CO的起始浓度为1.0mol·L-1，平衡时，测得体系中，n(H2)=1.4mol，n(CH3OH)=1.7mol，反应达到平衡时CO的转化率为___，若反应达到平衡状态后，保持其他条件不变，再充入0.2molCO和0.2molCH3OH，平衡向___(填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是___。
（3）CuS呈黑色，是最难溶的物质之一，由于它的难溶性使得一些看似不可能的反应可以发生。向0.01mol·L-1CuSO4溶液中，持续通入H2S维持饱和(H2S饱和浓度为0.1mol·L-1)，发生反应：H2S(aq)＋Cu2＋(aq)
CuS(s)＋2H＋(aq)，该反应的化学平衡常数K为___(保留2位有效数字)。已知：Ka1(H2S)=1.1×10-7，Ka2(H2S)=1.3×10-13，Ksp(CuS)=6.3×10-36。
【答案】393.5kJ·mol－1 2CO＋O2
2CO2 b 2.84 B 85% 正 平衡常数K=
≈11.6，再充入0.2molCO和0.2molCH3OH，Qc= =
≈7.76<K,因此平衡向正向移动 2.3×1015
【解析】
（1）i.2Cu2O(s)＋O2(g)=4CuO(s) △H=-292.0kJ·mol-1
ii.C(s)＋2CuO(s)=Cu2O(s)＋CO(g) △H=＋35.5kJ·mol-1
根据盖斯定律，i+2ii得：2C(s)＋O2(g)=2CO(g) △H=-221.0kJ·mol-1，设为Ⅲ，因为2CO(g) +O2(g)=2CO2(g) △H=-2×283.0kJ·mol-1，设为Ⅳ，（Ⅲ+Ⅳ）×
得：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol－1，C(s)的燃烧热为393.5kJ·mol－1。
故答案为：393.5kJ·mol－1；
（2）①160℃、用CuO/CeO2作催化剂时，氧化CO的化学方程式为2CO＋O22CO2；如图曲线，其中催化剂b催化性能最好；120℃使用催化剂b进行氧化，若燃料气中CO的体积分数为0.71%，气体流速为2000mL·h-1，使用催化剂b进行氧化时，则1h后，CO体积为2000mL·h-1×1h×0.71%×20%=2.84mL。
故答案为：2CO＋O22CO2；b；2.84；
②CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) △H=-90.0kJ·mol-1，反应是体积减小的放热反应，低温高压有利于提高该反应CO的平衡转化率，故选B。
T℃时，将CO和H2按一定比例混合后投入容积为2L的恒容密闭容器中，CO的起始浓度为1.0mol·L-1，平衡时，测得体系中，n(H2)=1.4mol，n(CH3OH)=1.7mol，由三段式可得：
反应达到平衡时CO的转化率为85%，平衡常数K= ≈11.6，再充入0.2molCO和0.2molCH3OH，Qc= =≈7.76<K,因此平衡向正向移动；
故答案为：正；平衡常数K= ≈11.6，再充入0.2molCO和0.2molCH3OH，Qc= =≈7.76<K,因此平衡向正向移动；
（3）H2S(aq)＋Cu2＋(aq)
CuS(s)＋2H＋(aq)，该反应的化学平衡常数K=
2.3×1015；
故答案为：2.3×1015。
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【题目】已知铁离子，氯气、溴均为常见的氧化剂，某化学兴趣小组设计了如下实验探究其强弱：
（1）①装置A中发生反应的离子方程式是_________________。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出________。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后_______________。（填具体实验操作） | D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。一段时间后______。（填实验现象） | Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为：Cl2＞Br2＞Fe3+ |
（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。
D装置中：红色慢慢褪去。
E装置中：CCl4层颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：
ⅰ．Fe3+ +3SCN-
Fe(SCN)3是一个可逆反应。
ⅱ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2 ＞ (SCN)2。
①请用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____。现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加________溶液，若溶液颜色______________。则上述解释是合理的。
小组同学另查得资料如下：
ⅲ．Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。
ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。
②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：
用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步离子方程式解释仅产生白色沉淀原因___________、___________。
