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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:

方法Ⅰ

用炭粉在高温条件下还原CuO

方法Ⅱ

用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2

方法Ⅲ

电解法: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

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

(1)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:

(2)方法Ⅱ为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制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

(3)方法Ⅱ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:阴极 ;阳极

(4)在相同的密闭容器中,用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的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(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表所示:

序号

Cu2Oa克

温度

0

10

20

30

40

50

方法Ⅱ

T1

0.050

0.0492

0.0486

0.0482

0.0480

0.0480

方法Ⅱ

T1

0.050

0.0488

0.0484

0.0480

0.0480

0.0480

方法Ⅲ

T2

0.10

0.094

0.090

0.090

0.090

0.090

下列叙述正确的是 (填字母代号)。

a.实验的温度T2小于T1

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

c.实验②比实验①所用的催化剂催化效率高

d.实验①、②、③的化学平衡常数的关系:K1=K2<K3

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A.

B.

C.

D.

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