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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011-2012學(xué)年浙江省招生仿真卷理科綜合化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(15分)納米級(jí)Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效應(yīng),其具有特殊的光學(xué)、電學(xué)及光電化學(xué)性質(zhì),在太陽(yáng)電池、傳感器、超導(dǎo)體、制氫和電致變色、環(huán)境中處理有機(jī)污染物等方面有著潛在的應(yīng)用。
Ⅰ.納米氧化亞銅的制備
(1)四種制取Cu2O的方法如下:
①火法還原。用炭粉在高溫條件下還原CuO;
②最新實(shí)驗(yàn)研究用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2可制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2。
已知:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) △H=-a kJ/mol
Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l) △H=b kJ/mol
4CuO(s)2Cu2O(s)+O2(g) △H=c kJ/mol
則該方法制備Cu2O的熱化學(xué)方程式為 。
③工業(yè)中主要采用電解法:用銅和鈦?zhàn)麟姌O,電解氯化鈉和氫氧化鈉的混合溶液,電解總方程式為:2Cu+H2OCu2O+H2↑,則陽(yáng)極反應(yīng)式為: 。
④還可采用Na2SO3還原CuSO4法:將Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中,制成一定濃度的溶液,通入蒸氣加熱,于100℃~104℃間反應(yīng)即可制得。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
Ⅱ.納米氧化亞銅的應(yīng)用
(2)用制得的Cu2O進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn)
①一定溫度下,在2 L密閉容器中加入納米級(jí)Cu2O并通入10. 0 mol水蒸氣,發(fā)生反應(yīng):
2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) △H=+484 kJ·mol-1
T1溫度下不同時(shí)段產(chǎn)生O2的量見(jiàn)下表:
時(shí)間/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
n(O2)/mol |
1.0 |
1.6 |
2.0 |
2.0 |
前20 min的反應(yīng)速率 v(H2O)= ;該該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K= ;若T2溫度下K=0.4,T1 T2(填>、<、=)
②右圖表示在t1時(shí)刻達(dá)到平衡后,只改變一個(gè)條件又達(dá)到平衡的不同時(shí)段內(nèi),H2的濃度隨時(shí)間變化的情況,則t1時(shí)平衡的移動(dòng)方向?yàn)?u> ,t2時(shí)改變的條件可能為 ;若以K1、K2、K3分別表示t1時(shí)刻起改變條件的三個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平衡常數(shù),t3時(shí)刻沒(méi)有加入或減少體系中的任何物質(zhì),則K1、K2、K3的關(guān)系為 ;
③用以上四種方法制得的Cu2O在其它條件相同下分別對(duì)水催化分解,產(chǎn)生氫氣的速率v隨時(shí)間t變化如圖所示。下列敘述正確的是 。
A.方法③、④制得的Cu2O催化效率相對(duì)較高
B.方法④制得的Cu2O作催化劑時(shí),水的平衡轉(zhuǎn)化率最高
C.催化效果與Cu2O顆粒的粗細(xì)、表面活性等有
D.Cu2O催化水分解時(shí),需要適宜的溫度
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