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科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.
(1)火法还原CuO可制得Cu2O.已知:
1g C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如右图所示;请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式
 

(2)在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时生成N2和H2O.该反应的化学方程式为
 
.当生成N2 11.2L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为
 

(3)某兴趣小组同学以纳米级Cu2O催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响.
①在体积均为1L,温度分别为T1、T2的A、B两密闭容器中都加入纳米级Cu2O并通人0.1mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)
 光照 
.
Cu2O
2H2(g)+O2△H=484kJ?mol-1
经测定A、B两容器在反应过程中发生如图1所示变化,则A、B两容器反应的温度T1
 
T2 (填“<”、“=”或“>”),该过程中A容器至少需要吸收能量
 
kJ;

②当该反应处于平衡状态时,下列既能增大反应速率,又能增大H2O(g)分解率的措施是
 
(填序号).
A.向平衡混合物中充入Ar    B.升高反应的温度  C.增大反应体系的压强  D.向平衡混合物中充人O2
③如图2所示,当关闭K时,向容器A、B中分别充入0.2mol H2O(g)向B中充入0.2mol H2O(g),起始时V(A)=V(B)=1L.在相同温度(反应过程中温度保持不变,B中活塞可以自由滑动)和催化剂存在的条件下,达到平衡时,V(B)=1.2L.请回答:
A中H2O(g)的分解率
 
B中H2O的分解率.(填“<”、“=”或“>”).打开K,过一段时间重新达平衡时,B的体积为
 
L.(连通管中气体体积不计)
考点:化学平衡的影响因素,热化学方程式
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析:(1)分析图象结合热化学方程式和盖斯定律解答.
(2)液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时生成N2和H2O,根据原子守恒配平书写化学方程式,根据电子转移数目守恒计算;
(3)①依据化学方程式结合图象中t1中氢气含量计算分析;
②既能增大反应速率,又能增大H2O(g)分解率的条件为升温,减压,依据平衡移动原理分析判断;
③A为恒温恒容容器,B为恒温恒压容器,随反应进行A容器中压强增大,B容器中为维持恒压,体积增大,平衡正向进行,所以A容器中水的分解率小于B中容器中水的分解率,打开K,过一段时间重新达平衡时,为恒压容器,物质的量之比等于体积之比,平衡后体积为2.4L;
解答: 解:(1)已知:1g C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ;24gC燃烧生成一氧化碳放热220.8KJ,热化学方程式为:2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220.8kJ?mol-1,依据图象书写热化学方程式2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-292kJ?mol-1
①2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-292kJ?mol-1     
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220.8kJ?mol-1
根据盖斯定律,②-①得4CuO(s)+2C(s)=2CO(g)+2Cu2O(s),△H=+71kJ?mol-1
即2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s),△H=+35.6kJ?mol-1
故答案为:2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s),△H=+35.6kJ?mol-1
(2)用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时生成N2和H2O,反应的化学方程式为:4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O,令生成的Cu2O的物质的量为nmol,根据电子转移数目守恒,则有
nmol×2×(1-0)=
11.2L
22.4L/mol
×2×[0-(-2)],解得n=1mol;
所以可制备Cu2O的质量为1mol×144g/mol=144g.
故答案为:4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O,144g;
(3)①依据化学方程式计算;依据图象中氢气百分含量为50%,设反应的水的物质的量为x
2H2O(g)
 光照 
.
Cu2O
2H2(g)+O2 △H=484kJ?mol-1
2mol                               484KJ
x             x         0.5x
x
0.1mol-x+x+0.5x
=50%,
计算得到x=
1
15
mol;反应放热=
1
15
×484KJ
2
=16.1KJ;
水的分解率=
1
15
0.1
×100%=66,7%,和T2温度下水的分解率为50%,反应是吸热反应,温度越高水的分解率越大;所以T1>T2
故答案为:>,16.1;
②既能增大反应速率,又能增大H2O(g)分解率的条件为升温,减压,依据平衡移动原理分析判断;
A.向平衡混合物中充入Ar,增大体系压强,平衡逆向进行,故A不符合;   
 B.反应是吸热反应,升高反应的温度,反应速率增大,平衡正向进行,水的分解率增大,故B符合;
C.反应是气体体积增大的反应,增大反应体系的压强,平衡逆向进行,故C不符合;
D.向平衡混合物中充人O2,平衡逆向进行,故D不符合;
故答案为:B;
③A为恒温恒容容器,B为恒温恒压容器,随反应进行A容器中压强增大,B容器中为维持恒压,体积增大,平衡正向进行,所以A容器中水的分解率小于B中容器中水的分解率,打开K,过一段时间重新达平衡时,为恒压容器,物质的量之比等于体积之比,平衡后体积为2.4L,B的体积为2.4L-1L=1.4L;
故答案为:<,1.4;
点评:本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用,化学平衡影响因素分析判断,注意平衡建立的条件分析应用,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

科学家哈迈德?译维尔研究运用激光技术观察化学反应时分子中原子的运动,在研究中证实光可诱发如图所示的变化.下列叙述不正确的是(  )
A、两物质的分子式相同
B、两物质均可发生加成反应
C、两物质分子中所有原子不可能处于同一平面上
D、它们都属于芳香烃衍生物

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列各实验相应操作、实验现象及原因解释或推论合理的是(  )
选项 操作 现象 解释或推论
A 铁片投入浓硫酸 无明显变化 常温下铁不与浓硫酸反应
B 将浓硫酸滴到白纸上 白纸变黑 浓硫酸强氧化性导致纸张中的纤维素炭化
C 二氧化硫通入溴水 溴水褪色 说明二氧化硫具有漂白性
D 试纸检验某气体 试纸变蓝 该气体是氨气
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列离子方程式正确的是(  )
A、铝粉投入到NaOH溶液中:2Al+2OH-=2AlO
 
-
2
+H2
B、BaCO3和盐酸:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
C、铜与盐酸反应:Cu+2H+=Cu2++H2
D、AlCl3溶液中加入足量的氨水:Al3++3OH-=Al(OH)3

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科目:高中化学 来源: 题型:

国家拟于“十二五”期间将SO2的排放量减少8%,研究SO2综合利用意义重大.
(1)已知25℃时:SO2(g)+2CO(g)═2C02(g)+
1
x
Sx(s)△H=a kJ?mol-1
2COS(g)+SO2(g)═2CO2(g)+
3
x
Sx(s)△H=b kJ?mol-1.则CO与Sx生成COS反应的热化学方程式是
 

(2)有人设想按如图甲所示装置用废气中的SO2生产硫酸.写出SO2电极的电极反应式
 

(3)提高反应2SO2(g)+O2?2SO3(g)△H<0中SO2的转化率是控制SO2排放的关键措施之一.某课外活动小组进行了如下探究:
①T1温度时,在2L的密闭容器中加入4.0molSO2和2.0molO2,5min后反应达到平衡,二氧化硫的转化率为
50%,前5min内SO2的平均反应速率为
 

②在①中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率及SO3的平衡浓度都比原来增大的是
 
(填序号).
a温度和容器体积不变,充入1.0molHe (g)
b温度和容器体积不变,充入2molSO2和lmolO2
c温度和容器体积不变,充入1.0molSO2
d在其他条件不变时,减小容器的容积
③在其他条件不变的情况下,探究起始时氧气物质的量对2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)反应的影响,实验结果如
图乙所示.(图中T表示温度,n表示物质的量):在a、b、c三点所处的平衡状态中,SO2的转化率最高的
 
,温度T1
 
T2(填“>”“<”或“一”).

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科目:高中化学 来源: 题型:

现有下列物质:①铜②蔗糖③CuO④NaHSO4⑤Ba(OH)2⑥氧气⑦盐酸⑧干冰⑨胆矾⑩水
(1)上述物质分类中不属于电解质的有
 
(填序号),④在水溶液中的电离方程式为
 

(2)碳酸钠俗名纯碱或苏打,在外观上与食盐相似.在一定条件下,上述物质中能用来区分碳酸钠与食盐的物质有
 
(填序号).
(3)上述物质中有两种物质在水溶液中发生反应,其离子方程式为:H++OH-=H2O,则该反应的化学方程式为
 

(4)向④溶液中缓缓滴加⑤溶液至混合溶液刚好呈中性时的离子方程式为:
 

(5)上述物质中有四种物质在一定条件下相互作用可生成一种新物质-碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],请写出该反应的化学反应方程式
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

2014年初,雾覆天气多次肆虐我国中东部地区.加强汽车尾气排放监测和燃煤企业的治理对于减少雾霾具有重要的意义.

(1)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图1所示.该电池中电解质为熔融碳酸盐,CO32-在固体介质中可以自由移动,气体A为
 
,正极发生的电极反应式
 

(2)某化学兴趣小组用如图所示流程,测定标准状况下体积为V L的燃煤烟气中SO2的含量:
 


尾气中SO2的体积分数为
 
(用含有V、m的代数式表示).
(3)已知常温下弱电解质的电离平衡常数如下
NH3?H2OKb=1.8×10-5mol?L-1
H2SO3Ka1=1.2×10-2mol?L-1  Ka2=1.3×10-8mol?L-1
①若用氨水吸收工业废气中的SO2,当吸收液失去吸收能力时,则此时溶液呈
 
性(填“酸”“碱”或“中”).
②在通入废气的过程中,水的电离程度如何变化.当恰好形成正盐时,溶液中离子浓度的大小关系为
 

③可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极),并生成化工原料硫酸.其工作示意图见图2,试写出生成硫酸的电极反应式
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市的污染源.治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂).它的作用之一是使CO与NO反应,生成两种无毒气体,试写出CO与NO反应的化学方程式:
 

(2)经研究,光化学烟雾的有害物质中含有臭氧,其形成过程与二氧化氮有关,这个过程实际上包含了三个反应:①NO2
 光 
.
 
NO+O、②2NO+O2=2NO2、③O2+O=O3.则总反应可表示为
 
,NO2在其中起了
 
作用.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列关于放射性气体氡
 
222
86
Rn的说法正确的是(  )
A、质量数为222
B、中子数为86
C、质子数为136
D、核电荷数为222

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