Question

【題目】Ⅰ．納米級Cu2O既是航母艦艇底部的防腐蝕涂料，也是優(yōu)良的催化劑。

(1)已知：C（s）+O2（g）=CO（g）ΔH ＝–110.4kJmol-1，

2Cu2O（s）+O2（g）＝ 4CuO（s） ΔH ＝–292kJmol-1，則工業(yè)上用碳粉與CuO粉末混合在一定條件下反應(yīng)制取Cu2O(s)，同時生成CO氣體的熱化學(xué)方程式為________。

(2)用納米級Cu2O作催化劑可實現(xiàn)甲醇脫氫制取甲醛：

CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如右圖所示。

①該反應(yīng)的ΔH___0 （填“>”或“<”）；600K時，Y點甲醇的v(正) ____v(逆)（填“>”或“<”）。

②從Y點到X點可采取的措施是___________________________________。

③在t1K時，向固定體積為2L的密閉容器中充入1molCH3OH(g)，溫度保持不變，9分鐘時達到平衡,則0～9min內(nèi)用CH3OH(g)表示的反應(yīng)速率v(CH3OH)＝_____________, 溫度為t1時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝____________。

Ⅱ.金屬銅因?qū)щ娦詮姸鴳?yīng)用廣泛。

由黃銅礦冶煉得到的粗銅經(jīng)過電解精煉才能得到純銅。電解時，粗銅作______極，陰極的電極反應(yīng)式為_______________。

Ⅲ.含銅離子的的廢水會造成污染，通常將其轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀而除去。

已知：Ksp[CuS]=1×10-36，要使銅離子的濃度符合排放標(biāo)準(zhǔn)（不超過0.5mg/L），溶液中的硫離子的物質(zhì)的量濃度至少為__________mol/L（保留至小數(shù)點后一位）。

Answer 1

【答案】2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），ΔH =+35.6kJmol-1 > < 縮小體積增大壓強 0.05 mol·L－1·min－1 陽 4.05 Cu2++2e-=Cu 1.3×10-3 1mol/L

【解析】

Ⅰ．（1） ①C（s）+O2（g）=CO（g）ΔH ＝–110.4kJmol-1，

②2Cu2O（s）+O2（g）＝ 4CuO（s） ΔH ＝–292kJmol-1

根據(jù)蓋斯定律1/2×[①×2-②]可得：2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），ΔH =1/2×[-110.4×2+292]= +35.6kJmol-1；所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），ΔH =+35.6kJmol-1 ；綜上所述，本題答案是：2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），ΔH =+35.6kJmol-1 。

(2) ①根據(jù)圖像，升高溫度，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0；600K時，甲醇的轉(zhuǎn)化率小于X，則Y點反應(yīng)逆向進行，υ(正)＜υ(逆)；綜上所述，本題答案是：＞；＜。

②要減小甲醇的轉(zhuǎn)化率，可以通過縮小體積增大壓強使平衡逆向移動，可以實現(xiàn)從Y點到X點變化；綜上所述，本題答案是：縮小體積增大壓強。

③在t1K時，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，向固定體積為2L的密閉容器中充入1molCH3OH(g)，溫度保持不變，9分鐘時達到平衡，平衡時，甲醇的物質(zhì)的量為0.1mol，則甲醛為0.9mol，氫氣為0.9mol，三者濃度分別為0.05mol/L、0.45mol/L、0.45mol/L，則0～9min內(nèi)用CH3OH(g)表示的反應(yīng)速率v(CH3OH)＝（0.5-0.05）/9=0.05 mol·L－1·min－1，t1K時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.45×0.45/0.05=4.05 mol/L；

綜上所述，本題答案是：0.05 mol·L－1·min－1；4.05 mol·L－1。

Ⅱ.粗銅經(jīng)過電解精煉才能得到純銅；電解時，粗銅作陽極，銅離子在陰極得到電子生成銅，陰極的電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu；綜上所述，本題答案是：陽，Cu2++2e-=Cu。

Ⅲ. Ksp[CuS]=c(Cu2+)c(S2-)=1×10-36，銅離子的濃度為0.5mg/L=5×10-4g/L=(5×10-4)/64mol/L；所以c(S2-)= Ksp[CuS]/c(Cu2+)=1×10-36/[(5×10-4)/64]≈1.3×10-31mol/L;綜上所述，本題答案是：1.3×10-31mol/L。