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(1)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,下列为制取Cu2O的三种方法;
【方法1】:用炭粉高温还原CuO:2CuO+C 
  △  
.
 
 Cu2O+CO
已知:2Cu(s)+
1
2
O2(g)=Cu2O(s)△H1=-169kJ?mol-1
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H2=-110.5kJ?mol-1
Cu(s)+
1
2
O2(g)=CuO(s)△H3=-157kJ?mol-1
则该方法的反应:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)中;△H=
 
kJ?mol-1精英家教网
【方法II】:电解法:基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图,其中电解液为浓的氢氧化钠溶液,总反应为:2Cu+H2
 电解 
.
 
Cu2O+H2
该电解池阳极的电极反应
 

【方法III】:加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备CU2O,同时放出N2,其化学反应方程式
 

(2)在相同的密闭容器中,用以上方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:
2H2O(g) 
光照
Cu2O
  2H2(g)+O2(g)△H>0
水蒸气的浓度随时间t变化如下表:
序号 t/min 0 10 20 30 40 50
C/mol-1
温度/℃
T1 0.500 0.492 0.486 0.482 0.480 0.480
T1 0.500 0.488 0.484 0.480 0.480 0.480
T2 0.500 0.450 0.450 0.450 0.450 0.450
A.实验的温度:T2
 
T1(填“<”或“>”)
B.实验①前20min的平均反应速率为
 
mol?L-1?min-1
C.实验②比实验①中所用的催化剂催化效率
 
(填“高”或“低”)
D.实验②中水蒸气的转化率为
 
分析:(1)I.根据盖斯定律结合已知热化学方程式来计算反应的焓变;
II.在电解池的阳极发生失电子得还原反应;
III.根据“液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2”来书写化学方程式;
(2)A、实验温度越高达到化学平衡时用的时间越短;
B、根据反应速率v=
△c
△t
来计算;
C、催化剂不会引起化学平衡状态的改变,会使反应速率加快,催化活性越高,速率越快;
D、根据表中数据可知,实验②中水蒸气转化的量为0.500-0.480=0.020mol/L,根据转化率的公式计算.
解答:解:(1)I.根据盖斯定律可以得出反应2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)可以是:
2Cu(s)+
1
2
O2(g)=Cu2O(s)△H1=-169kJ?mol-1
2CuO(s)=2Cu(s)+O2(g)△H3=+157kJ?mol-1
以及C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H2=-110.5kJ?mol-1三个反应的和,
所以反应2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=△H1+△H2+2△H3=-169kJ?mol-1-110.5kJ?mol-1+157kJ?mol-1×2=+34.5kJ?mol-1
故答案为:+34.5;
II.在电解池中,当阳极是活泼电极时,该电机本身发生失电子得还原反应,在碱性环境下,金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,故答案为:2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;
III.根据题目信息:液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,得出化学方程式为:4Cu(OH)2+N2H4
  △  
.
 
2Cu2O+N2↑+6H2O,故答案为:4Cu(OH)2+N2H4
  △  
.
 
2Cu2O+N2↑+6H2O;
(5)A、实验温度越高达到化学平衡时用的时间越短,②达到平衡用30min,而①则用了40min,所以T2>T1,故答案为:>;
B、实验①前20min的平均反应速率 v(H2)=
△c
△t
=
0.5mol/L-0.486mol/L
20min
=7×10-4 mol?L-1 min-1,故答案为:7×10-4
C、催化剂的活性越高,速率越快,实验②到达平衡所用时间短,所以实验②中反应速率快,催化剂的催化效率高,故答案为:高;
D、根据表中数据可知,实验②中水蒸气转化的量为0.500-0.480=0.020mol/L,则转化率为:
0.020
0.500
×100%=4%,故答案为:4%.
点评:本题考查了盖斯定律的应用、电化学原理以及化学反应速率和反应限度等知识,题目综合性较强,考查角度广,难度大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(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)+
1
2
O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJ?mol-1
C(s)+
1
2
O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJ?mol-1
2Cu(s)+O2(g)═CuO(s)△H=-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
C(s)+2CuO(s)=CuO(s)+CO(g)△H=+34.5kJ?mol-1
C(s)+2CuO(s)=CuO(s)+CO(g)△H=+34.5kJ?mol-1

(2)某兴趣小组的同学用如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
原电池
原电池
(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),A电极的电极反应式为
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O

(2)丙池中F电极为
阴极
阴极
 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应方程式为
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2H2SO4+2Cu+O2
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2H2SO4+2Cu+O2

(3)当池中C极质量减轻10.8g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为
560
560
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
A
A
(填选项字母).
A.Cu        B.CuO      C.Cu(OH)2      D.Cu2(OH)2CO3

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年山东莱芜市第一中学高二上学期期末考试化学试卷(带解析) 题型:填空题

(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.CuB.CuO C.Cu(OH)2D.Cu2(OH)2CO3

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科目:高中化学 来源:2014届山东莱芜市高二上学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

(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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科目:高中化学 来源: 题型:

(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)=== 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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