题目内容

科学研究发现Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂．
Ⅰ．通过以下四种方法来制备Cu2O．
a．火法还原：用炭粉在高温条件下还原CuO；
b．用CH3CHO还原新制的Cu（OH）2：该制法的化学方程式为
 
；
c．电解法：2Cu+H2O        Cu2O+H2↑；
d．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：2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ/mol．测得不同时段产生O2的量见下表：
时间/min 20 40 60 80
n（O2）/mol 0.0010 0.0016 0.0020 0.0020
前20min的反应速率 v（H2O）=
 
；该条件下，反应达平衡时，至少需要吸收的光能为
 
kJ．
（2）用以上四种方法制得的Cu2O在相同条件下分别对水进行催化分解，产生氢气的体积V（H2）随时间t变化如图所示，则下列说法正确的是
 
．
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．分解等物质的量的水时，d方法制得的Cu2O作催化剂所需吸收的能量最低．
考点：制备实验方案的设计,化学反应速率的影响因素,化学反应速率和化学计量数的关系
专题：基本概念与基本理论
分析：Ⅰ、b．用CH3CHO还原新制的Cu（OH）2，反应生成氧化亚铜砖红色沉淀，乙酸和水，据此写出化学方程式；
d．根据反应物和生成物结合质量守恒书写化学方程式；
Ⅱ、（1）根据化学反应速率之比等于计算数之比计算反应速率，达平衡时，生成氧气0.002mol，根据热化学方程式计算；
（2）根据图象曲线的变化趋势判断，曲线斜率越大，反应速率越大，温度升高，斜率逐渐减小，以此解答．
解答： 解：Ⅰ、b．用CH3CHO还原新制的Cu（OH）2，反应生成氧化亚铜砖红色沉淀，乙酸和水，该制法的化学方程式为CH3CHO+2Cu（OH）2
△
Cu2O↓+CH3CHO+2H2O；
故答案为：CH3CHO+2Cu（OH）2
△
Cu2O↓+CH3CHO+2H2O；
d．用肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2可制备纳米级Cu2O，同时放出N2，反应的方程式为4Cu（OH）2+N2H4
  △  
.
 
2Cu2O+N2+6H2O，
故答案为：4Cu（OH）2+N2H4
  △  
.
 
2Cu2O+N2+6H2O；
Ⅱ、（1）由表中数据可知前20min时v（O2）=
0.0010mol
2L
20min
=2.5×10-5 mol．L-1．min -1，
则v（H2O）=2v（O2）=5.0×10-5 mol．L-1．min -1，达平衡时，生成氧气0.002mol，至少需要吸收的光能为0.002mol×484kJ?mol-1=0.968kJ，
故答案为：5.0×10-5 mol．L-1．min -1；0.968；
（2）A．c、d曲线斜率较大，说明反应速率较大，则c、d方法制得的Cu2O催化效率相对较高，故A正确；
B．催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，故B错误；
C．用不同的方法制备的氧化亚铜的颗粒大小不同，由图象可知催化效果不同，则催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关，故C正确；
D．温度升高，斜率逐渐减小，说明Cu2O催化水分解时，需要适宜的温度，分解等物质的量的水时，d方法制得的氢气最多，因此Cu2O作催化剂所需吸收的能量最高，故D错误；
故答案为：AC．
点评：本题考查较为综合，涉及氧化亚铜的制备方案、电解、化学平衡以及反应速率的影响等知识，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型，难度中等．
练习册系列答案
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下列盐的水溶液呈碱性的是（　　）
A、NaCl
B、Na2CO3
C、NH4Cl
D、KNO3
下表为元素周期表的一部分，列出了10种元素在元素周期表中的位置．试回答下列问题：
①
⑥ ⑦
② ④ ⑤ ⑧
③ ⑩
⑨
（1）②③④三种元素最高价氧化物的水化物碱性由强到弱的顺序是：
 
（填化学式）．
（2）10种元素中，原子半径最小的是
 
（填序号）．
（3）元素⑥的单质在元素⑦的单质中充分燃烧生成物的电子式
 
．
（4）元素②和⑤的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式为
 
．
（5）元素⑩的原子序数为
 
．
（6）⑥与⑧形成化合物的化学式为
 
，包含的化学键类型是
 
；元素⑨的单质溶于该化合物所得溶液呈
 
色．
某同学按下列步骤配制500mL 0.2mol?L-1KNO3溶液，请回答有关问题．
（1）需要KNO3固体的质量为
 
 g．
（2）称量KNO3固体过程中用到的主要仪器是
 
．
（3）将KNO3固体加入100mL烧杯中，并加入适量水，为了加快溶解速率，可以采取
 
的措施．
（4）将烧杯中溶液转移至500mL容量瓶中，为了防止溶液溅出，应采取
 
的措施．
（5）向容量瓶中加蒸馏水，在距离刻度线1-2厘米时，应改用
 
．
《化学反应原理》
（1）已知N2+3H2?2NH3，根据图1判断：
A是
 
的物质的量浓度变化情况．反应开始时，C（N2）=
 
；2min时C（NH3）=
 
，0-2min内氢气的平均反应速率v（H2）=
 
．
（2）一定条件下，可逆反应A2+B2?2C达到了化学平衡状态，经测得平衡时c（A2）=0.5mol/L，c（B2）=0.1mol/L c（C）=1.6mol/L．若A2、B2、C的起始浓度分别以a mol/L、b mol/L、cmol/L表示，则a的取值范围是
 
．
（3）①如图2甲表示10mL量筒中液面的位置，A与B、B与C刻度间相差1mL，如果刻度A 为4，量筒中液体的体积是
 
mL．
②如图2乙表示50mL滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a，则滴定管中液体的体积（填代号）
 
．
A．是a mL
B．一定大于a mL
C．是（50-a） mL
D．一定大于（50-a） mL
（4）已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体．向AgCl和水的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡，结果白色固体完全转化为黑色固体：
①写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式：
 
．
②简要说明白色固体转化为黑色固体的原因：
 
．
电解原理在化学工业中有广泛应用．右图是一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答下列问题：
（1）若x、Y都是隋性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始后，X极上的电极反应式是
 
；Y极上的电极反应式是
 
；检验Y电极反应产物的方法是
 
．
（2）若用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则x电极的材料是
 
，x电极的电极反应式是
 
．
一定条件下，在体积为5L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n（mol）随时间t的变化如图1所示．已知达平衡后，降低温度，A的体积百分含量将减小．
（1）根据如图数据，写出反应的化学方程式
 
；从反应开始到平衡时的平均速率v（C）=
 
；
（2）该反应的△H
 
0（填“＞”或“＜”或“=”）；
（3）此反应平衡常数的表达式为K=
 
；
（4）该反应的反应速率v和时间t的关系如图2所示：
①根据上图判断，在t3时刻改变的外界条件是
 
；
②A的转化率最大的一段时间是
 
；
③各阶段的平衡常数如下表所示：
t2～t3 t4～t5 t5～t6
K1 K2 K3
K1、K2、K3之间的关系为：
 
（用“＞”、“＜”或“=”连接）．
某温度下，在容积为2L的密闭容器中，投入4mol SO2和2mol O2发生反应如下：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），1min达到平衡后测得有2molSO2发生了反应，则：
（1）1min内SO3的平均生成速率为
 
mol/（L?min）；O2的转化率为
 
．
（2）达到平衡平衡后，在温度和容积不变的条件下，向容器中再充入1molHe，则平衡将
 
（填序号）
A．向正反应方向移动   B．向逆反应方向移动  C．不移动  　　 D．无法判
（3）若起始时，在上述容器中充入1mol SO2、0.5mol O2和3mol SO3（g），则达到平衡后，SO2的物质的量浓度为
 
mol/L．
下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（　　）
A、K+  HC03-  N03-ClO-
B、Na+  S032-  NH4+  Ba2+
C、Ba2+  S2-  Cl-S042-
D、[Al（0H）4]-C032-Cl-  Na+

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