Question

【題目】以銅為原料可制備應用廣泛的氧化亞銅。

（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)。

該反應的平衡常數K與此溫度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的關系為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轉化如圖所示。

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

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

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

（3）Cu2O與ZnO組成的催化劑可用于工業上合成甲醇： 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，在一定條件下發生反應，測定CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。

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

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℃下反應達到平衡，此時反應的平衡常數為______（保留三位有效數字）。起始時，乙容器中c(H2)=0.40 mol·L－1，c(CO)=0.20 mol·L－1，T1℃下反應達到平衡，CO的平衡轉化率______（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動力學、電化學的相關知識，難度一般。

（1），，， ，因此很自然地可以看出；

（2）①據圖可以看出，反應②中失去電子變成，因此電極反應式為：；

②據圖可以發現，該電解池中僅僅消耗了水，根據“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成原電解質溶液；

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

（3）①由圖可以看出，溫度越高則轉化率越低，反應進行得越不徹底，因此正反應為放熱反應；因為該反應是一個氣體分子數減小的反應，所以壓強越大反應得越徹底，根據圖中可以看出：當溫度相同時P1進行得最徹底，所以P1 > P2 > P3；

②已知條件下一氧化碳的轉化率為40%，則達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，裝置內的壓強增大后平衡會正向移動，所以乙裝置中的平衡轉化率將大于甲，大于40%。