Question

【題目】硒（Se）是第四周期第ⅥA族元素，是人體內(nèi)不可或缺的微量元素，H2Se是制備新型光伏太陽能電池、半導(dǎo)體材料和金屬硒化物的重要原料。

（1）工業(yè)上從含硒廢料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸鈉的混合溶液處理后獲得亞硒酸和少量硒酸，再與鹽酸共熱，硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸，硒酸與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______，最后通入SO2析出硒單質(zhì)。

（2）T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中加入3mol H2和1mol Se，發(fā)生反應(yīng)：H2(g) +Se(s) H2Se (g) ，△H＜0

①下列情況可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________（填字母代號）。

a.氣體的密度不變 b.υ(H2)=υ(H2Se)

c.氣體的壓強(qiáng)不變 d.氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

②溫度對H2Se產(chǎn)率的影響如圖

550℃時(shí)H2Se產(chǎn)率的最大的原因?yàn)椋?/span> _________。

（3）H2Se與CO2在一定溫度和催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)：H2Se(g)+CO2(g)COSe(g) +H2O(g)。該反應(yīng)速率較低的原因除了溫度和反應(yīng)物的起始濃度外還可能____（填標(biāo)號）。

A．催化劑活性降低 B．平衡常數(shù)變大

C．有效碰撞次數(shù)增多 D．反應(yīng)活化能大

①在610 K時(shí)，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2Se充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。反應(yīng)平衡常數(shù)K1=___。

②若在620 K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03。若在610 K絕熱容器中重復(fù)實(shí)驗(yàn)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2___（填“＞”“＜”或“=”）K1。

（4）已知常溫下H2Se的電離平衡常數(shù)Ka1=1.3×10-4、 Ka2=5.0×10-11，則NaHSe溶液呈_____（填“酸性”或“堿性”）。

（5）H2Se在一定條件下可以制備出CuSe，已知常溫時(shí)CuSe的Ksp=7.9×10-49，CuS的Ksp=1.3×10-36，則反應(yīng)CuS(s)+ Se2-(aq)CuSe(s)+S 2-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K=____（保留2位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑ ad 低于550 ℃時(shí)，溫度越高反應(yīng)速率越快，H2Se的產(chǎn)率越大；高于550 ℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高平衡逆向移動H2Se的產(chǎn)率越小 AD 2.8×10–3 ＜ 堿性 1.6×1012

【解析】

（1）此小題考查的是氧化還原反應(yīng)方程式的書寫。題中給出反應(yīng)物，生成物，可根據(jù)得失電子守恒配平方程式；

（2）①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)和特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；

②根據(jù)溫度對速率和平衡的影響分析。升高溫度，速率加快；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行；

（3）此小題考查的是影響速率的因素。

A. 催化劑可以影響反應(yīng)速率，催化劑的活性降低，反應(yīng)速率減慢；

B.平衡常數(shù)與反應(yīng)速率沒有關(guān)系；

C.有效碰撞次數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率越大；

D.化學(xué)反應(yīng)中，所需活化能越小，需要提供的能量越小，反應(yīng)速率越快，所需活化能越大，需要提供的能量越大，反應(yīng)越難進(jìn)行，反應(yīng)速率越慢；

①先三段式解題，再根據(jù)平衡常數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算；

②根據(jù)溫度對平衡的影響和平衡常數(shù)的影響分析；

（4）弱酸酸式鹽溶液中，酸式根離子既存在電離平衡又存在水解水解，通過電離平衡常數(shù)計(jì)算比較二者的強(qiáng)弱來確定溶液的酸堿性；

（5） 根據(jù)反應(yīng)寫出K，結(jié)合溶度積分析得出平衡常數(shù)K=。據(jù)此解答。

（1）根據(jù)題意，硒酸與鹽酸共熱生成亞硒酸，硒酸中的硒元素化合價(jià)由+6價(jià)降低到+4價(jià)生成亞硒酸，鹽酸中的氯元素由-1價(jià)升高到0價(jià)生成氯氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑。本小題答案為：2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑。

（2）①a.從反應(yīng)式中可以看出Se為固體，反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量是變化的，此反應(yīng)在恒容容器總進(jìn)行，根據(jù)，氣體的密度是變化的，當(dāng)氣體的密度不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a正確；

b.若用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率，若一個(gè)為正反應(yīng)速率，另一個(gè)為反應(yīng)速率，且速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此選項(xiàng)為υ(H2)=υ(H2Se)，二者速率之比為1:1，但沒有表示出正、逆反應(yīng)速率，不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；

c.相同條件下壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，此反應(yīng)反應(yīng)物與生成物中氣體的物質(zhì)的量之比為1:1，是反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，則反應(yīng)過程中氣體的壓強(qiáng)也不變，則氣體的壓強(qiáng)不變，不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；

d.從反應(yīng)式中可以看出Se為固體，反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量是變化的，且此反應(yīng)反應(yīng)物與生成物中氣體的物質(zhì)的量之比為1:1，是反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，根據(jù)，氣體的平均摩爾質(zhì)量是變化的，當(dāng)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確。答案選ad。

②對反應(yīng)H2(g) +Se(s) H2Se (g) ，△H＜0來說，低于550℃時(shí)，溫度越高反應(yīng)速率越快，H2Se的產(chǎn)率越大；高于550℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高平衡逆向移動H2Se的產(chǎn)率越小。本小題答案為：低于550℃時(shí)，溫度越高反應(yīng)速率越快，H2Se的產(chǎn)率越大；高于550℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高平衡逆向移動H2Se的產(chǎn)率越小。

（3）A. 催化劑可以影響反應(yīng)速率，催化劑的活性降低，反應(yīng)速率減慢，故A正確；

B.平衡常數(shù)與反應(yīng)速率沒有關(guān)系，故B錯(cuò)誤；

C.有效碰撞次數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率越大，故C錯(cuò)誤；

D.化學(xué)反應(yīng)中，所需活化能越小，需要提供的能量越小，反應(yīng)容易發(fā)生，反應(yīng)速率越快，所需活化能越大，需要提供的能量越大，反應(yīng)越難進(jìn)行，反應(yīng)速率越慢，故D正確。答案選AD。

①由題意設(shè)H2Se轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x，

H2Se(g)+CO2(g) COSe(g)+H2O(g)

起始時(shí)物質(zhì)的量/mol 0.40 0.10 0 0

轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量/mol x x x x

平衡時(shí)的物質(zhì)的量/mol 0.40-x 0.1-x x x

已知反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02，則x/[(0.40x)+(0.10x)+x+x]=0.02，解得x=0.01，反應(yīng)平衡常數(shù)K1=≈2.8×10-3。本小題答案為：2.8×10-3。

②若在620 K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動，此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。若在610 K絕熱容器中重復(fù)實(shí)驗(yàn)，由于此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，容器內(nèi)溫度降低，降低溫度平衡逆向移，平衡常數(shù)減小，則K2＜K1。本小題答案為：K2＜K1。

（4）常溫下H2Se的電離平衡常數(shù)Ka1=1.3×10-4、 Ka2=5.0×10-11，HSe-的水解平衡常數(shù)===7.7×10-11>Ka2，HSe-的水解程度大于電離程度，則NaHSe溶液呈堿性。本小題答案為：堿性。

（5）反應(yīng)CuS(s)+ Se2-(aq)CuSe(s)+S 2-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K=====1.6×1012，本小題答案為：1.6×1012。