问题:

请根据化学学科中的基本理论,回答下列问题(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.火法还原CuO可制得Cu2O.已知:1克C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应

更新时间:2024-03-29 06:04:48

问题描述:

请根据化学学科中的基本理论,回答下列问题

(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.火法还原CuO可制得Cu2O.已知:1克C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如图1所示;请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式______

(2)在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时生成N2和H2O.该反应的化学方程式为______,当生成N211.2L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为______

(3)某兴趣小组同学以纳米级Cu2O催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响.

①在体积均为1L,温度分别为T1、T2的A、B两密闭容器中都加入纳米级Cu2O并通人0.1mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)⇌2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol-1经测定A、B两容器在反应过程中发生如图2所示变化,则A、B两容器反应的温度T1______T2 (填“<”、“=”或“>”),该过程中A容器至少需要吸收能量______ kJ

②当该反应处于平衡状态时,下列既能增大反应速率,又能增大H2O(g)分解率的措施是(填序号)______.

A.向平衡混合物中充入Ar B.升高反应的温度

C.增大反应体系的压强 D.向平衡混合物中充人O2

(4)25℃时,H2SO3═HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=______mol/L.

林亚平回答:

  (1)已知:1g C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ;24gC燃烧生成一氧化碳放热220.8KJ,热化学方程式为:2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220.8kJ•mol-1,依据图象书写热化学方程式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

  根据盖斯定律,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

  故答案为:2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s)△H=+35.6kJ•mol-1;

  (2)用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时生成N2和H2O,反应的化学方程式为:4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O,令生成的Cu2O的物质的量为nmol,根据电子转移数目守恒,则有

  nmol×2×(1-0)=11.2L22.4L/mol

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