纳米级 Cu2O 作为一种优良的催化剂而备受关注。(1)纳米级Cu2O 可以作为催化剂水分...

纳米级 Cu2O 作为一种优良的催化剂而备受关注。

(1)纳米级Cu2O 可以作为催化剂水分解生成氢气。在相同体积的恒容密闭容器中，用两种等质量颗粒大小不同的 Cu2O 进行催化分解水的实验： 2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)　　　 △H＝+484 kJ/mol。水蒸气的浓度( mol/L)随时间变化如下表所示：

①催化剂的催化效率： 实验Ⅰ______(填“大于”、 “小于”或“等于”)实验Ⅱ。

②实验Ⅲ中 0~10min 内 v(O2)=_____________。

③实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为 K1、 K2、 K3， 其大小排序为_______。

(2)纳米级 Cu2O 作催化剂还可以实现CH3OH(甲醇)脱氢制取HCHO(甲醛)：CH3OH(g)HCHO(g) + H2(g)，CH3OH的平衡转化率随温度变化曲线如图：

① 600K 时， Y 点甲醇的 v(正)________ v(逆) (填“大于”、“小于”或“等于”)。

②据图回答：工业上利用此反应进行生产时，不能在850K以上生产的理由是_______。

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铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛。回答下列问题：

（1）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，制取Cu2O的两种方法如下表所示。

① 方法I中还原剂与氧化剂的物质的量之比为________。

② 方法II发生反应的化学方程式为______________。

（2）氢化亚铜是一种红色同体，可由下列反应制备：

4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4

该反应中每转移3 mol电子，生成CuH的物质的量为___________mol。

（3）氯化铜溶液中各种含铜微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数)与c(C1-)之间的关系如图所示。

① 当c(C1-)= 9 mol/L时，溶液中3种主要含铜微粒浓度的大小关系为__________。

② 在c(C1-)= l mol /L的氯化铜溶液中，加人AgNO3溶液，CuCl+转化为Cu2+的离子方程式为____________。

（4）已知:Cu(OH)2是二元弱碱,25℃时Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20。则此温度下在铜盐溶液中Cu2+发生水解反应的平衡常数为______________。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点；氢气也是重要的化工原料。

（1）纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂．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：

上述反应过程中能量转化形式为光能转化为　　 　　 　　 能，达平衡过程中至少需要吸收光能为　　 　　 　　 kJ（保留三位小数）。

（2）氢气是合成氨工业的原料，合成塔中每产生2mol NH3，放出92.2kJ热量．已知：

则1mol N﹣H键断裂吸收的能量约等于　　　　　　　 。

（3）已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ/mol

N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol

则H2还原NO2生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是 H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2。请由总反应式回答：

.电解质溶液应该是　　　　　　　　　　 （选填酸溶液、碱溶液），

②.电池放电时，负极反应式为　　　　　　　　　　　　　　 ，

.外电路中每通过0.2NA个电子时，H2的质量理论上减小　　 　　　　　 　 g，

.电池工作时，电子由　　　 极通过外电路流向　　　　 极（选填正、负）。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。

（1）纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。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：

上述反应过程中能量转化形式为光能转化为　　　　 　　 能，达平衡过程中至少需要吸收光能为　　　　 　　 　 kJ。

（2）现有反应：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)　 △H<0，在相同温度和相同体积下进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：

上述四种情况达到平衡后，甲、乙、丙、丁容器中n(CO)的大小顺序为　　 　　 　　　 。

（3）金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H2还原WO3得金属钨，总反应为WO3 (s) + 3H2 (g)W (s) + 3H2O (g)。请回答下列问题：

①某温度下反应达平衡时，H2与水蒸气的体积比为2:3，则H2的平衡转化率为　　 　　　　　　 　 。

②上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：

假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2物质的量之比为　　　　　　　　　 。

③钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列说法正确的有　　　　 　　　　 　 （填字母）。

A．灯管内的I2可循环使用

B．WI4在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上

C．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长

D．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢

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(1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH－)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。

①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的____极(填“A”或“B”)，该电解池中离子交换膜为_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。

②该电解池的阳极反应式为____________

③当反应生成14.4 g Cu2O时，至少需要肼________ mol。

(2)利用下图丙装置,可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于_______处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为_________。

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纳米级 Cu2O 由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取 Cu2O 的四种方法：

（1）已知：①2Cu（s）＋ O2(g)=Cu2O（s）；△H = -169kJ·mol-1

②C（s）＋ O2(g)=CO(g)；△H = -110.5kJ·mol-1

③ Cu（s）＋ O2(g)=CuO（s）；△H = -157kJ·mol-1

则方法 a 发生的热化学方程式是：__________________________。

（2）方法 c 采用离子交换膜电解法控制电解液中 OH－的浓度而制备纳米 Cu2O，装置如图所示：

上述装置中 A 电极应连_____电极（填“C”或“D”）

②该离子交换膜为_____离子交换膜（填“阴”或“阳”），该电解池的阳极反应式为: _____，钛极附近的 pH 值_____（填“增大”“减小”或“不变”）。

③原电池中 OH-移动方向是向_____（填“左”或“右”）移动，原电池中负极反应式为：_____

（3）在相同的密闭容器中，用以上方法制得的三种 Cu2O 分别进行催化分解水的实验：

2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)　　 △H>0。水蒸气的浓度随时间 t 变化如下表所示：

①对比实验的温度：T2_____T1（填“﹥”“﹤”或“﹦”）；实验①、②、③的化学平衡常数 K1、K2、K3 的大小关系为：_____

②实验①前 20 min 的平均反应速率 v(O2)=_____

③催化剂的催化效率：实验①_____实验②（填“﹥”或“﹤”）。

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（1） 纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知：

2Cu(s)+O₂(g) ="==" Cu₂O(s)   ΔH=－169kJ·mol^-1，

C(s)+ O₂(g) ="==" CO(g)     ΔH=－110.5kJ·mol^-1，

2Cu(s)+ O₂(g)===2   CuO(s)   ΔH=－314kJ·mol^-1

则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu₂O和CO的热化学方程式为

________。

（2）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。

请回答下列问题：

（1）甲池为________(填“原电池”、“电解池”或 “电镀池”)，A电极的电极反应式为________。

（2）丙池中F电极为________ (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，该池的总反应方程式为________。

（3）当池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O₂的体积为________mL(标准状况)。

（4）一段时间后，断开电键K，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是________(填选项字母)。

A．Cu               B．CuO              C．Cu(OH)₂           D．Cu₂(OH)₂CO₃

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纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：

（1）已知：2Cu (s)+½O2(g) =Cu2O(s)　　 △H=-a kJ·mol-1

C (s)+½O2(g) =CO (g)　 △H=-b kJ·mol-1

Cu (s)+½O2(g) =CuO (s)　　 △H=-c kJ·mol-1

则方法I发生的反应：2CuO(s) +C(s) =Cu2O(s)+CO(g)；△H__________kJ·mol-1

（2）工业上很少用方法I制取Cu2O，是由于方法I反应条件不易控制，若控温不当，会降低Cu2O产率，请分析原因：__________________。

（3）方法II为加热条件下用液态肼(N2H4)逐原新制Cu (OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该制法的化学方程式为____________________。

(4)方法III采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，写出电极反应式并说明该装置制备Cu2O的原理________________________。

（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：

2H2O(g) 2H2(g) + O2(g)　　 △H>O，水蒸气的浓度(mol/L)随时间t(min)变化如下表所示

下列叙述正确的是_________（填字母代号）．

a．实验的温度：T2<T1

b．实验①前20min的平均反应速率v(O2)=7×10- 5mol/(L·min)

c．实验②比实验①所用的Cu2O催化效率高

d．实验①、②、③的化学平衡常数的关系：K1=K2<K3

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纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的两种方法：

（1）已知：2Cu(s) + 1/2 O2(g) = Cu2O(s)　 △H = -169KJ/mol

C(s) +1/2 O2(g) = CO(g)　 △H= -110.5kJ/mol

Cu(s) + 1/2 O2(g) = CuO(s)　 △H = -157kJ/mol

则方法Ⅰ反应的热化学方程式为______________________ 。

（2）方法Ⅱ采用肼（N2H4）燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。

图甲　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图乙

①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的_______极（填“A”或“B”），该电解池中离子交换膜为______离子交换膜（填“阴”或“阳”）。

②该电解池的阳极反应式为_______________________________，肼燃料电池中A极发生的电极反应为___________________________________。

③当反应生成14.4 g Cu2O时，至少需要肼______mol。

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