Question

納米級(jí)Cu₂O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注，下表為制取Cu₂O的三種方法：

方法Ⅰ	用炭粉在高溫條件下還原CuO
方法Ⅱ	電解法，反應(yīng)為2Cu + H2O  Cu2O + H2↑。
方法Ⅲ	用肼（N2H4）還原新制Cu(OH)2

 

（1）工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu₂O而很少用方法Ⅰ，其原因是反應(yīng)條件不易控制，若控溫不當(dāng)易生成           而使Cu₂O產(chǎn)率降低。

（2）已知：2Cu(s)＋1/2O₂(g)=Cu₂O(s)    △H = -akJ·mol^-1

C(s)＋1/2O₂(g)=CO(g)       △H = -bkJ·mol^-1

Cu(s)＋1/2O₂(g)=CuO(s)     △H = -ckJ·mol^-1

則方法Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)：2CuO(s)＋C(s)= Cu₂O(s)＋CO(g)；△H =       kJ·mol^-1。

（3）方法Ⅱ采用離子交換膜控制電解液中OH^－的濃度而制備納米Cu₂O，裝置如圖所示,該電池的陽極生成Cu₂O反應(yīng)式為                                         。

（4）方法Ⅲ為加熱條件下用液態(tài)肼（N₂H₄）還原新制Cu(OH)₂來制備納米級(jí)Cu₂O，同時(shí)放出N₂。該制法的化學(xué)方程式為              。

（5）在相同的密閉容器中，用以上兩種方法制得的Cu₂O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn)：

    △H >0

水蒸氣的濃度（mol/L）隨時(shí)間t(min)變化如下表所示。

序號(hào)	溫度	0	10	20	30	40	50
①	T1	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T1	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T2	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

 

下列敘述正確的是          （填字母代號(hào)）。

A．實(shí)驗(yàn)的溫度:T₂<T₁

B．實(shí)驗(yàn)①前20 min的平均反應(yīng)速率 v(O₂)=7×10^-5 mol·L^-1 min^-1  

C．實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①所用的催化劑催化效率高

 

Answer 1

【答案】

（1）銅或Cu

（2）-(a+b-2c)kJ/mol�；�2c –a-b（2分） （3分）

（3）2Cu－2e^－＋2OH^－=Cu₂O＋H₂O。（3分）

（4）4Cu(OH)₂ + N₂H₄2Cu₂O + N₂↑ + 6H₂O。（3分）

（5）C（3分）

【解析】

試題分析：（1）用炭粉在高溫條件下還原CuO若控溫不當(dāng)易生成銅單質(zhì)而使Cu₂O產(chǎn)率降低。

（2）根據(jù)蓋斯定律得所求熱化學(xué)方程式與已知熱化學(xué)方程式的關(guān)系，設(shè)三個(gè)已知熱化學(xué)方程式分別為①②③則所求熱化學(xué)方程式=①+②-2×③，所以2CuO(s)＋C(s)= Cu₂O(s)＋CO(g)；△H =2c-a-b kJ·mol^-1

(3)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合生成的氧化亞銅的化學(xué)式，得陽極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為2Cu－2e^－＋2OH^－=Cu₂O＋H₂O

（4）N₂H₄ 與Cu(OH)₂反應(yīng)，產(chǎn)物除Cu₂O 、N₂外還有水生成，所以化學(xué)方程式為4Cu(OH)₂ + N₂H₄2Cu₂O + N₂↑ + 6H₂O。

（5）A、 實(shí)驗(yàn)②③相比，實(shí)驗(yàn)③的水蒸氣的起始濃度是實(shí)驗(yàn)②的2倍，但平衡濃度卻小于2倍，說明T₁到T₂，平衡正向移動(dòng)，而正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以T₁到T₂是升高溫度，T₂ >T₁,錯(cuò)誤；B、根據(jù)反應(yīng)速率的定義式，實(shí)驗(yàn)①前20 min的平均反應(yīng)速率v（H₂O）=7×10^-5 mol·L^-1 min^-1  ，所以v(O₂)=3.5×10^-5 mol·L^-1 min^-1  ，錯(cuò)誤；C、實(shí)驗(yàn)②與實(shí)驗(yàn)①相比，達(dá)到的平衡狀態(tài)相同，但所用時(shí)間短，反應(yīng)速率快，所以實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①所用的催化劑催化效率高，正確，答案選C。

考點(diǎn)：考查反應(yīng)產(chǎn)物的判斷，蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)方程式的書寫，反應(yīng)速率的計(jì)算及平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用