【題目】納米級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 | 用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2 |
方法Ⅲ | 電解法:2Cu+H2OCu2O+H2↑ |
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:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) △H = kJ·mol-1
(1)工業(yè)上很少用方法Ⅰ制取Cu2O是由于方法Ⅰ反應條件不易控制,若控溫不當,會降低Cu2O產(chǎn)率,請分析原因: 。
(2)方法Ⅱ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Cu2O,同時放出N2。該制法的化學方程式為 。
(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,寫出電極反應式:陰極 ;陽極 。
(4)在相同的密閉容器中,用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的Cu2O分別進行催化分解水的實驗:2H2O(g) 2H2(g)+ O2(g) ⊿H >0,水蒸氣的濃度(mol·L-1)隨時間t (min)變化如下表所示:
序號 | Cu2Oa克 | 溫度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
① | 方法Ⅱ | T1 | 0.050 | 0.0492 | 0.0486 | 0.0482 | 0.0480 | 0.0480 |
② | 方法Ⅱ | T1 | 0.050 | 0.0488 | 0.0484 | 0.0480 | 0.0480 | 0.0480 |
③ | 方法Ⅲ | 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)。
a.實驗的溫度T2小于T1
b.實驗①前20 min的平均反應速率v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
c.實驗②比實驗①所用的催化劑催化效率高
d.實驗①、②、③的化學平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3
【答案】(1)2c-a-b(2分)b
(2)若溫度不當,會生成Cu(2分)
(3)4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O(2分)
(4)2H2O+2e-=H2↑+2OH-(2分) 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O(2分) (5)cd(2分)
【解析】
試題分析:(1)已知:①2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s)△H=-akJ·mol-1
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-bkJ·mol-1
③Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s)△H=-ckJ·mol-1
則根據(jù)蓋斯定律可知③×2-①-②即可得到反應:
2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)的△H=(2c-a-b)kJ·mol-1。
(2)方法Ⅰ中在高溫下碳有可能把氧化銅還原為金屬銅而使氧化亞銅的產(chǎn)率降低。
(3)根據(jù)題目信息:液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級Cu2O,同時放出N2,根據(jù)原子守恒可得出化學方程式為4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O。
(4)電解池中陰極得到電子,電極反應為2H++2e-= H2↑,c(OH-)增大,通過陰離子交換膜進入陽極室,陽極失去電子,發(fā)生氧化反應,銅電極和電源的正極相連,作陽極,銅電極本身發(fā)生失電子,在堿性環(huán)境下,金屬銅失去電子生成氧化亞銅的電極反應式為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。
(5)a、實驗溫度越高達到化學平衡時水蒸氣轉(zhuǎn)化率越大,②和③相比,③轉(zhuǎn)化率高,所以T2>T1,a錯誤;b、根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知實驗①前20min的平均反應速率v(H2O)=△c÷△t=(0.05mol/L0.0486mol/L)÷20min=7×10-5 mol/(L·min),則根據(jù)反應速率之比是相應的化學計量數(shù)之比可知氧氣表示的反應速率為7×10-5 mol/(L·min)/2=3.5×10-5 mol/(L·min),b錯誤;c、①②化學平衡狀態(tài)未改變,反應速率加快,則是加入了催化劑,催化劑的活性越高,速率越快,在相等時間內(nèi),①中水蒸氣的濃度變化比①快,催化劑的催化效率:實驗①<實驗②,c正確;d、正反應是吸熱反應,升高溫度平衡向正反應方向進行,平衡常數(shù)增大,則實驗①、②、③的化學平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3,d正確,答案選cd。
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【題目】下列說法正確的是
A. 化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量的變化
B. 需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應
C. 放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生
D. 反應是吸熱還是放熱必須看反應物和生成物的總能量的大小
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【題目】某化學反應在所有溫度下都能自發(fā)進行,下列對該反應的敘述正確的是( )
A.放熱反應,熵增加 B.放熱反應,熵減小
C.吸熱反應,熵增加 D.吸熱反應,熵減小
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【題目】某同學通過實驗研究鈉及其化合物的有關(guān)性質(zhì),請回答相關(guān)問題。
(1)實驗室中少量的鈉通常保存在__________中,在實驗室中取用鈉的儀器是_______________。
(2)若將鈉在空氣中加熱,鈉會燃燒發(fā)出黃色火焰,同時生成________________色的固體,寫出該產(chǎn)物與H2O反應的化學方程式:___________________。
(3)將金屬鈉投入水中,發(fā)生反應的離子方程式為______________________。
(4)該同學在實驗室欲配制500 ml.0.1 mol/L NaOH溶液。
①配制溶液時肯定不需要如圖所示儀器中的______________(填字母),配制上述溶液還需要用到的玻璃儀器是_______________(填儀器名稱)。
②根據(jù)計算,該同學應用托盤天平稱取NaOH的質(zhì)量為________。
③該同學將所配制的NaOH溶液進行測定,發(fā)現(xiàn)濃度大于0.1 mol/L。下列操作會引起所配濃度偏大的是___________。
A.燒杯未進行洗滌
B.配制前,容量瓶中有少量蒸餾水
C.NaOH在燒杯中溶解后,未冷卻就立即轉(zhuǎn)移到容量瓶中,并進行定容
D.往容量瓶轉(zhuǎn)移時,有少量液體濺出
E.在容量瓶中定容時俯視容量瓶刻度線
F.定容后塞上瓶塞反復搖勻,靜置后,液面不到刻度線,再加水至刻度線
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【題目】利用催化技術(shù)可將汽車尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學方程式如下:2NO+2CO 2CO2+ N2。某溫度下,在容積不變的密閉容器中通入NO和CO,測得不同時間的NO和CO的濃度如下表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO) /×10-3 mol·L-1 | 1.00 | 0.45 | 0.25 | 0.15 | 0.10 | 0.10 |
c(CO) / ×10-3 mol·L-1 | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
下列說法中,不正確的是
A.2s內(nèi)的平均反應速率υ(N2)=1.875×10-4 mol·L-1·s-1
B.在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=5
C.若將容積縮小為原來的一半,NO轉(zhuǎn)化率大于90%
D.使用催化劑可以通過提高活化分子百分數(shù)提高單位時間CO和NO的處理量
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【題目】pH=13的強堿溶液與pH=2的強酸溶液混合,所得溶液的pH=11,則強堿與強酸的體積比( )
A.11:1 B.9 :1 C.1 :11 D.1 :9
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【題目】如圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖,其中的離子交換膜只允許K+通過,該電池放電時的化學方程式為:2K2S2 +KI3 = K2S4 +3KI。裝置(Ⅱ)為電解含有0.5mol NaCl的溶液示意圖,當閉合開關(guān)K時,電極X附近溶液先變紅。則閉合K時,下列說法正確的是
A.K+從右到左通過離子交換膜
B.電極A上發(fā)生的反應為:3I-﹣2e-= I3-
C.電極X上發(fā)生的反應為:2Cl-﹣2e-= Cl2↑
D.當有0.1 mol K+通過離子交換膜,X電極上產(chǎn)生1.12 L(標準狀況)氣體
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【題目】①A、B、C、D 4種物質(zhì)均含有元素X,有的還可能含有元素Y或者Z,元素Y、X、Z為前20號元素且核電荷數(shù)依次遞增。
②X在A、B、C、D中的化合價分別為0價、-1價、+1價、+5價。
③室溫下單質(zhì)A與某種常見一元強堿溶液反應,可得到B和C。
④化合物D受熱催化分解,可制得元素Y的單質(zhì)。
請回答下列問題:
(1)寫出元素X、Y、Z的元素符號:X________,Y________,Z________。
(2)寫出A、B、C、D的化學式:A________,B________,C________,D________。
(3)寫出③中反應的化學方程式________________________。
(4)寫出④中反應的化學方程式________________________。
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【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是
①1.0L1.0mo1·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2NA
②過氧化鈉與水反應時,生成0.1mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA
③密閉容器中2molNO與1molO2充分反應,產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA
④235g核素發(fā)生裂變反應:,凈產(chǎn)生的中子()數(shù)為10NA
⑤氫氧燃料電池正極消耗22.4L(標準狀況)氣體時,電路中通過的電子數(shù)目為2NA
⑥銅粉溶于1L0.5mol/L稀硝酸中,當生成標況下2.24LNO時,溶液中的氮原子數(shù)為0.4NA個
⑦標準狀況下,11.2升氯氣溶于水,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5 NA
⑧12g石墨和C60的混合物中質(zhì)子總數(shù)一定為6NA
⑨25℃時,1L molL-1FeCl3溶液中含有0.1NA個Fe(OH)3膠體粒子
A.②⑥⑧ B.①②⑥ C.③⑦⑧ D.①⑤⑨
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