Question

【題目】以銅為原料可制備應(yīng)用廣泛的氧化亞銅。

（1）向CuCl2溶液中通入SO2可得到CuCl沉淀，由CuCl水解再熱分解可得到納米Cu2O。CuCl水解為：CuCl(s)＋H2O(l)CuOH(s)＋Cl－(aq)＋H＋(aq)。

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與此溫度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的關(guān)系為K＝____________。

（2）用銅作陽極，鈦片作陰極，電解一定濃度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，陽極及其溶液中有關(guān)轉(zhuǎn)化如圖所示。

①陽極（反應(yīng)②）的電極反應(yīng)式為________________________________。

②電解一段時間后，電解液補充一定量的__________可完全恢復(fù)成原電解質(zhì)溶液（填化學(xué)式）。

③溶液中③、④二步總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

（3）Cu2O與ZnO組成的催化劑可用于工業(yè)上合成甲醇： CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝a kJ· mol－1。按n(H2)/n(CO)＝2:1投料比將H2與CO充入V L恒容密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測定CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①該反應(yīng)的ΔH_____0（填“＜”或“＞”），圖中壓強P1、P2、P3由大到小的關(guān)系是__________；

②起始時，甲容器中c(H2)＝0.20 mol·L－1，c(CO)＝0.10 mol·L－1，在P3及T1℃下反應(yīng)達(dá)到平衡，此時反應(yīng)的平衡常數(shù)為______（保留三位有效數(shù)字）。起始時，乙容器中c(H2)=0.40 mol·L－1，c(CO)=0.20 mol·L－1，T1℃下反應(yīng)達(dá)到平衡，CO的平衡轉(zhuǎn)化率______（填字母）。

A．大于40% B．小于40% C．等于40% D．等于80%

Answer 1

【答案】Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH) CuCl－－e－＋Cl－=CuCl2 H2O 2CuCl2＋2OH－=Cu2O↓＋H2O＋4Cl－ ＜ P1>P2>P3 46.3 A

【解析】

本題是一道綜合題，以銅為載體考察了化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)的相關(guān)知識，難度一般。

（1），，， ，因此很自然地可以看出；

（2）①據(jù)圖可以看出，反應(yīng)②中失去電子變成，因此電極反應(yīng)式為：；

②據(jù)圖可以發(fā)現(xiàn)，該電解池中僅僅消耗了水，根據(jù)“少誰補誰”的原則，只需向溶液中補充一定量的水就可完全恢復(fù)成原電解質(zhì)溶液；

③第三步的方程為，第四步的方程為，將兩個方程式按2:1加和即得總反應(yīng)方程式：；

（3）①由圖可以看出，溫度越高則轉(zhuǎn)化率越低，反應(yīng)進(jìn)行得越不徹底，因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；因為該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以壓強越大反應(yīng)得越徹底，根據(jù)圖中可以看出：當(dāng)溫度相同時P1進(jìn)行得最徹底，所以P1 > P2 > P3；

②已知條件下一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為40%，則達(dá)到平衡時一氧化碳的濃度為0.06mol/L，二氧化碳的濃度為0.12mol/L，甲醇的濃度為0.04mol/L，代入==46.3；該體系是一個恒容體系，乙容器可以理解為甲容器達(dá)到平衡后再向容器中充入一定量的氫氣和一氧化碳，裝置內(nèi)的壓強增大后平衡會正向移動，所以乙裝置中的平衡轉(zhuǎn)化率將大于甲，大于40%。