题目内容

请根据化学学科中的基本理论，回答下列问题

（1）纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂．火法还原CuO可制得Cu2O．已知：1克C（s）燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ；Cu2O（s）与O2（g）反应的能量变化如图1所示；请写出用足量炭粉还原CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式
 

（2）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，同时生成N2和H2O．该反应的化学方程式为
 
，当生成N211.2L（已换算为标准状况）时，可制备纳米级Cu2O的质量为
 

（3）某兴趣小组同学以纳米级Cu2O催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响．
①在体积均为1L，温度分别为T1、T2的A、B两密闭容器中都加入纳米级Cu2O并通人0.1mol水蒸气，发生反应：2H2O（g）?2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ?mol-1经测定A、B两容器在反应过程中发生如图2所示变化，则A、B两容器反应的温度T1
 
T2 （填“＜”、“=”或“＞”），该过程中A容器至少需要吸收能量
 
 kJ
②当该反应处于平衡状态时，下列既能增大反应速率，又能增大H2O（g）分解率的措施是（填序号）
 
．
A．向平衡混合物中充入Ar    B．升高反应的温度
C．增大反应体系的压强      D．向平衡混合物中充人O2
（4）25℃时，H2SO3═HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L，则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=
 
mol/L．
考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡的调控作用,化学平衡的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）分析图象结合热化学方程式和盖斯定律解答．
（2）液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2可制备纳米级Cu2O，同时生成N2和H2O，根据原子守恒书写化学方程式，根据电子转移数目守恒计算；
（3）①依据化学方程式结合图象中t1中氢气含量计算分析；
②既能增大反应速率，又能增大H2O（g）分解率的条件为升温，减压，依据平衡移动原理分析判断；
（4）Ka=
c(HSO3-)c(H+)
c(H2SO3)
，HSO3-+H2O═H2SO3+OH-，Kb=
c(H2SO3)Kw
c(HSO3-)c(H+)
=1.0×102×1.0×10-14=1.0×10-12．
解答： 解：（1）已知：1g C（s）燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ；24gC燃烧生成一氧化碳放热220.8KJ，热化学方程式为：2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-220.8kJ?mol-1，依据图象书写热化学方程式2Cu2O（s）+O2（g）=4CuO（s）△H=-292kJ?mol-1；
①2Cu2O（s）+O2（g）=4CuO（s）△H=-292kJ?mol-1     
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-220.8kJ?mol-1
根据盖斯定律，②-①得4CuO（s）+2C（s）=2CO（g）+2Cu2O（s），△H=+71kJ?mol-1
即2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），△H=+35.6kJ?mol-1
故答案为：2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s）△H=+35.6kJ?mol-1；
（2）用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2可制备纳米级Cu2O，同时生成N2和H2O，反应的化学方程式为：4Cu（OH）2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O，令生成的Cu2O的物质的量为nmol，根据电子转移数目守恒，则有
nmol×2×（1-0）=
11.2L
22.4L/mol
×2×[0-（-2）]，解得n=1mol；
所以可制备Cu2O的质量为1mol×144g/mol=144g．
故答案为：4Cu（OH）2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O；144g；
（3）①依据化学方程式计算；依据图象中氢气百分含量为50%，设反应的水的物质的量为x
2H2O（g）
 光照 
.
Cu2O
2H2（g）+O2 △H=484kJ?mol-1
2mol                        484KJ
x             x      0.5x
x
0.1mol-x+x+0.5x
=50%，
计算得到x=
1
15
mol；反应放热=
1
15
×484KJ
2
=16.1KJ；
水的分解率=
1
15
0.1
×100%=66，7%，和T2温度下水的分解率为50%，反应是吸热反应，温度越高水的分解率越大；所以T1＞T2；
故答案为：＞；16.1；
②既能增大反应速率，又能增大H2O（g）分解率的条件为升温，减压，依据平衡移动原理分析判断；
A．向平衡混合物中充入Ar，增大体系压强，平衡逆向进行，故A不符合；   
 B．反应是吸热反应，升高反应的温度，反应速率增大，平衡正向进行，水的分解率增大，故B符合；
C．反应是气体体积增大的反应，增大反应体系的压强，平衡逆向进行，故C不符合；
D．向平衡混合物中充人O2，平衡逆向进行，故D不符合；
故答案为：B；
（4）25℃时，H2SO3═HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L，Ka=
c(HSO3-)c(H+)
c(H2SO3)
，HSO3-+H2O═H2SO3+OH-，Kb=
c(H2SO3)Kw
c(HSO3-)c(H+)
=1.0×102×1.0×10-14=1.0×10-12；
则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=1.0×10-12；
故答案为：1.0×10-12．
点评：本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，化学平衡影响因素分析判断，水解常数与电离平衡常数的计算，注意平衡建立的条件分析应用，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
工业上采用的一种污水处理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3．Fe（OH）3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，有净化水的作用．阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用．某科研小组用该原理处理污水，设计装置如图所示．下列说法正确的是（　　）
A、为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时，循环的物质A为CO2
B、甲装置中Fe电极的反应为Fe-3e-=Fe3+
C、为了增加污水的导电能力，应向污水中如入适量的H2SO4溶液
D、当乙装置中有1.6g CH4参加反应，则C电极理论上生成气体在标准状况下为4.48L
下列说法正确的是：①植物油和裂化汽油都可以使溴水褪色；②糖类、油脂和蛋白质都能发生水解反应；③蛋白质溶液中加入浓的硫酸铵溶液会有沉淀析出；④防腐剂福尔马林可用作食品保鲜剂；⑤乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应；⑥汽油、甘油和花生油都是混合物，无固定的沸点，只有花生油能与氢氧化钠溶液反应（　　）
A、①③⑤B、①②⑤
C、②④⑥D、②③⑥
某温度时，在2L密闭容器中某一反应的A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A、该反应的化学方程式为：2A→B
B、反应开始至4 min时，A的平均反应速率为0.05 mol/（L?min）
C、4 min时，正、逆反应速率的大小关系为：v（正）＞v（逆）
D、8 min时，正、逆反应速率的大小关系为：v（正）＜v（逆）
21世纪化学的最新定义为“化学是一门创造新物质的科学”．下列有关说法不正确的是（　　）
A、利用人工光合成反应，探究将二氧化碳转化为碳氢化合物作燃料，属于低碳技术
B、开发安全、高效、低毒及低残留的新型农药
C、加大稀土资源的开采和出口，制造更多高新产品，保证经济快速发展
D、制备物质时探究化学反应中高选择性、转化率和原子利用率，属于“绿色”的生产工艺
氨的合成是最重要的化工生产之一．
Ⅰ．工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：
①用焦炭跟水反应：C（s）+H2O（g）
 高温 
.
 
 CO（g）+H2（g）；
②用天然气跟水蒸气反应：CH4（g）+H2O（g）
 催化剂 
.
高温
 CO（g）+3H2（g）
已知有关反应的能量变化如图1，且方法②的反应只能在高温下发生，则方法②中反应的△H=
 
 kJ/moL．

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：3H2（g）+N2（g）
高温高压
催化剂
 2NH3（g），按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：
容 器 甲 乙 丙
反应物投入量 3mol H2、2mol N2 6mol H2、4mol N2 2mol NH3
达到平衡的时间（min） t 5 8
平衡时N2的浓度（mol?L-1） c1 3
 
N2的体积分数 ω1 ω2 ω3
混合气体密度（g?L-1） ρ1 ρ2
 
（1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是
 

a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2         b．v（N2）正=3v（H2）逆
c．容器内压强保持不变                         d．混合气体的密度保持不变
（2）甲容器中达到平衡所需要的时间t
 
5min（填＞、＜或=）
（3）乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率
 
（注明单位）．
（4）分析上表数据，下列关系正确的是
 
．
a．2c1=3mol/L         b．ω1=ω2       c． 2ρ1=ρ2
（5）该温度下，容器乙中，该反应的平衡常数K=
 
（用分数表示）（mol/L）-2．
（6）常温下NH4+（aq）+H2O（l）?NH3?H2O（aq）+H+（aq）的化学平衡常数为5.55×10-10mol?L-1，则NH3?H2O的电离平衡常数K=
 
（保留三位有效数字）．已知草酸的电离常数为：Ka1=5.9×10-2  Ka2=6.4×10-5，则草酸氢铵的水溶液中离子浓度由大到小的顺序是：
 
．
Ⅲ．（1）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示．电池正极的电极反应式是
 
，A是
 
．

（2）用氨合成尿素的反应为2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）．工业生产时，原料气带有水蒸气．图3表示CO2的转化率与氨碳比
n(NH3)
n(CO2)
、水碳比
n(H2O)
n(CO2)
的变化关系．
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是
 
．
②测得B点氨的转化率为40%，则x1
 
．
某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示．
（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为
 
．
（2）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为
 
．
（3）达到平衡是X的浓度是
 
；
（4）当反应进行到第
 
min，该反应达到平衡．反应达到平衡后，下列措施能加快化学反应速率的有
 

A．增大反应物的浓度     B．升高温度     C．使用正催化剂．
下列说法正确的是（　　）
A、向氨水中加水稀释后，溶液中除了H2O以外其他粒子浓度都下降
B、若NaHC2O4溶液的pH=5，则溶液中c（C2O42-）＜c（H2C2O4）
C、pH相同的醋酸溶液和盐酸，分别用蒸馏水稀释至原溶液体积的m倍和n倍，若稀释后两溶液的pH仍相同，则m＜n
D、室温下，pH=4的氯化铵溶液与pH=4的稀盐酸中，由水电离出的c（H+）之比为106：1
下列有关实验原理、方法和结论都正确的是（　　）
A、向溴水中滴入植物油，振荡后，油层显无色，说明溴不溶于油脂
B、向蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，将得到的沉淀分离出来，再加水可重新溶解
C、pH都为3的酸HA和HB分别与足量Mg反应，HA放出的H2多，说明酸性HA＜HB
D、淀粉在稀硫酸的作用下水解后，加入氢氧化钠使溶液呈碱性，再加入新制Cu（OH）2后加热，若有砖红色沉淀生成，则淀粉已经开始水解

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