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：
2H2O（g）
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．
（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．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
| ||
（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：
2H2O（g）
| 光照 |
| Cu2O |
| 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）=
（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．
考点：电解原理,化学平衡常数的含义,化学平衡的调控作用
专题：基本概念与基本理论
分析：Ⅰ．（2）葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]与新制的Cu（OH）2在加热条件下发生氧化还原反应生成葡萄糖酸和氧化亚铜；
（3）阳极发生氧化反应，根据化合物的变化判断；
（4）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．
（3）阳极发生氧化反应，根据化合物的变化判断；
（4）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．（2）葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]与新制的Cu（OH）2在加热条件下发生氧化还原反应生成葡萄糖酸和氧化亚铜，反应的方程式为CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2
CH2OH（CHOH）4COOH+Cu2O↓+2H2O，
故答案为：CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2
CH2OH（CHOH）4COOH+Cu2O↓+2H2O；
（3）阳极发生氧化反应，由方程式可知Cu被氧化生成Cu2O，则阳极产物为Cu2O，故答案为：Cu2O；
（4）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）=
=2.5×10-5 mol．L-1．min -1，
则v（H2O）=2v（O2）=5.0×10-5 mol．L-1．min -1，
该反应的平衡常数表达式K=
，
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，故D正确．
故答案为：ACD．
| △ |
故答案为：CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2
| △ |
（3）阳极发生氧化反应，由方程式可知Cu被氧化生成Cu2O，则阳极产物为Cu2O，故答案为：Cu2O；
（4）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
| ||
故答案为：4Cu（OH）2+N2H4
| ||
Ⅱ．（1）由表中数据可知前20min时v（O2）=
| ||
| 20min |
则v（H2O）=2v（O2）=5.0×10-5 mol．L-1．min -1，
该反应的平衡常数表达式K=
| c2(H2)?c(O2) |
| c2(H2O) |
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；
| c2(H2)?c(O2) |
| c2(H2O) |
（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，故D正确．
故答案为：ACD．
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．
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| ||||
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