(2014?濰坊模擬)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)納米級(jí)的Cu2O可作為太陽(yáng)光分解水的催化劑.(1)火法還原CuO可制得Cu2O.
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-07-27分類:催化劑及助劑瀏覽:89
(1)已知:1g?C(s)燃燒全部生成CO時(shí)放出熱量9.2kJ;24gC燃燒生成一氧化碳放熱220.8KJ,熱化學(xué)方程式為:2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220.8kJ?mol-1,依據(jù)圖象書寫熱化學(xué)方程式2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-292kJ?mol-1;
①2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-292kJ?mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220.8kJ?mol-1
根據(jù)蓋斯定律,②-①得4CuO(s)+2C(s)=2CO(g)+2Cu2O(s),△H=+71kJ?mol-1
即2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s),△H=+35.6kJ?mol-1
故答案為:2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s),△H=+35.6kJ?mol-1.
(2)用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2可制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)生成N2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O,令生成的Cu2O的物質(zhì)的量為nmol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目守恒,則有
nmol×2×(1-0)=
11.2L
22.4L/mol ×2×[0-(-2)],解得n=1mol;
所以可制備Cu2O的質(zhì)量為1mol×144g/mol=144g.
故答案為:4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O,144g;
(3)①依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算;依據(jù)圖象中氫氣百分含量為50%,設(shè)反應(yīng)的水的物質(zhì)的量為x
2H2O(g)
?光照?
.
Cu2O 2H2(g)+O2 △H=484kJ?mol-1
2mol?????????????????????????????? 484KJ
x???????????? x???????? 0.5x
x
0.1mol?x+x+0.5x =50%,
計(jì)算得到x=
1
15 mol;反應(yīng)放熱=
1
15 ×484KJ
2 =16.1KJ;
水的分解率=
1
15
0.1 ×100%=66,7%,和T2溫度下水的分解率為50%,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越高水的分解率越大;所以T1>T2;
故答案為:>,16.1;
②既能增大反應(yīng)速率,又能增大H2O(g)分解率的條件為升溫,減壓,依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析判斷;
A.向平衡混合物中充入Ar,增大體系壓強(qiáng),平衡逆向進(jìn)行,故A不符合;???
?B.反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高反應(yīng)的溫度,反應(yīng)速率增大,平衡正向進(jìn)行,水的分解率增大,故B符合;
C.反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),平衡逆向進(jìn)行,故C不符合;
D.向平衡混合物中充人O2,平衡逆向進(jìn)行,故D不符合;
故答案為:B;
③A為恒溫恒容容器,B為恒溫恒壓容器,隨反應(yīng)進(jìn)行A容器中壓強(qiáng)增大,B容器中為維持恒壓,體積增大,平衡正向進(jìn)行,所以A容器中水的分解率小于B中容器中水的分解率,打開K,過一段時(shí)間重新達(dá)平衡時(shí),為恒壓容器,物質(zhì)的量之比等于體積之比,平衡后體積為2.4L,B的體積為2.4L-1L=1.4L;
故答案為:<,1.4;
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