【题目】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)+O2(g) =Cu2O(s) △H=-a kJ·mol-1
C (s)+O2(g) =CO (g) △H=-b kJ·mol-1
Cu (s)+O2(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
【答案】(1)2c -a-b;(2)若温度不当,会生成Cu;
(3)4Cu (OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑;
(4)阴极电极反应:2H++2e-= H2↑,c(OH-)增大,通过阴离子交换膜进入阳极室,阳极电极反应:
2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,获得Cu2O; (5)cd
【解析】
试题分析:(1)已知:①2Cu (s)+O2(g) =Cu2O(s) △H=-a kJ·mol-1
②C (s)+O2(g) =CO (g) △H=-b kJ·mol-1
③Cu (s)+O2(g) =CuO (s) △H=-c kJ·mol-1
则关键盖斯定律可知③×2-①-②
即可得到反应2CuO(s) +C (s) =Cu2O(s)+CO(g)的△H=(2c -a-b) kJ·mol-1。
(2)方法Ⅰ中在高温下碳有可能把氧化铜还原为金属铜而使氧化亚铜的产率降低。
(3)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,根据原子守恒可得出化学方程式为4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O。
(4)电解池中阴极得到电子,电极反应为2H++2e-= H2↑,c(OH-)增大,通过阴离子交换膜进入阳极室,阳极失去电子,发生氧化反应,铜电极和电源的正极相连,作阳极,铜电极本身发生失电子,在碱性环境下,金属铜失去电子生成氧化亚铜的电极反应式为2Cu - 2e- + 2OH- = Cu2O + H2O。
(5)a、实验温度越高达到化学平衡时水蒸气转化率越大,②和③相比,③转化率高,所以T2>T1,a错误;b、根据表中数据可知实验①前20min的平均反应速率v(H2O)=△c÷△t=(0.05mol/L0.0486mol/L)÷20min=7×10-5 mol/(L·min),则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知氧气表示的反应速率为7×10-5 mol/(L·min)/2=3.5×10-5 mol/(L·min),b错误;c、①②化学平衡状态未改变,反应速率加快,则是加入了催化剂,催化剂的活性越高,速率越快,在相等时间内,①中水蒸气的浓度变化比①快,催化剂的催化效率:实验①<实验②,c正确;d、正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,平衡常数增大,则实验①、②、③的化学平衡常数的关系:K1=K2<K3,d正确,答案选cd。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知①2LiAlSi2O6+H2SO4Li2SO4+Al2O34SiO2H2O
②Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、4.7、9.0和11.1
③某些物质的溶解度(S)如下表
请回答下列问题:
(1)锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是 。
(2)滤液a中含有Li+、SO42-,另含有Fe3+、Al3+、Fe2+、 Mg2+ 、Ca2+ 、Na+等杂质,步骤Ⅱ需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.0—6.5,此时沉淀的杂质离子有 ;石灰石调节溶液pH的原理的离子方程式为 。
(3)步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H2O2溶液,石灰乳和Na2CO3溶液,发生氧化还原反应的离子方程式为 。
(4)步骤Ⅲ中加入饱和Na2CO3溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是 。
(5)从滤液c中可回收的主要物质是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)联氨分子的电子式为_____________。
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=__________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为______________。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,联氨第一步电离方程式为:_________________。
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【题目】工业上常常会大量的废料,如果不加以回收利用甚至会造成环境污染,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答:
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式:_________________________。
(2)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是____________。
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少,可采取的改进措施是____________________。
(4)用固体F制备CuSO4溶液,可设计以下三种途径:
写出途径②中反应的离子方程式:__________________________,
请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由:______________________________。
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【题目】分枝酸可用于生化研究.其结构简式如图.下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
A.1mol分枝酸最多可与3molNaOH发生中和反应
B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C.分子中含有2 种官能团
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色.且原理相同
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【题目】已知反应:2NO2(g)N2O4(g),把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用止水夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水里,把烧瓶B放入冰水里,如图所示.与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅.下列说法错误的是
A. 上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B. 上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大
C. 上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D. 反应2NO2(g)N2O4(g)的逆反应为放热反应
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【题目】实验室里需用纯净的KCl固体,但目前只有含K2SO4、(NH4)2CO3杂质的KCl。某学生设计了如图所示方案进行提纯。
已知:1.(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O
2.K2SO4、KCl热稳定性好,KCl溶解度随温度变化不大;
根据以上信息,回答下列问题:
(1)步骤①加热的目的是:______________;此操作可选择在______________(填仪器名称)中进行;
(2)步骤②不用硝酸钡溶液,其理由是_________________;
(3)进行步骤②时,简述判断SO42-是否除尽的实验操作、现象和结论:____________;
(4)步骤③所加试剂M为:_______________,其目的是_________________;
(5)操作S的名称是__________________。
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【题目】如图所示,ΔH1=-393.5kJ·mol﹣1,ΔH2=-395.4kJ·mol﹣1,下列说法或表示式正确的是( )
A.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=-1.9 kJ·mol﹣1
B.石墨和金刚石的转化是物理变化
C.石墨的稳定性强于金刚石
D.1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
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