Question

【題目】硒（Se）是第四周期第ⅥA族元素，是人體內不可或缺的微量元素，H2Se是制備新型光伏太陽能電池、半導體材料和金屬硒化物的重要原料。

（1）工業上從含硒廢料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸鈉的混合溶液處理后獲得亞硒酸和少量硒酸，再與鹽酸共熱，硒酸轉化為亞硒酸，硒酸與鹽酸反應的化學方程式為______，最后通入SO2析出硒單質。

（2）T℃時，向一恒容密閉容器中加入3mol H2和1mol Se，發生反應：H2(g) +Se(s) H2Se (g) ，△H＜0

①下列情況可判斷反應達到平衡狀態的是__________（填字母代號）。

a.氣體的密度不變 b.υ(H2)=υ(H2Se)

c.氣體的壓強不變 d.氣體的平均摩爾質量不變

②溫度對H2Se產率的影響如圖

550℃時H2Se產率的最大的原因為： _________。

（3）H2Se與CO2在一定溫度和催化劑條件下發生反應：H2Se(g)+CO2(g)COSe(g) +H2O(g)。該反應速率較低的原因除了溫度和反應物的起始濃度外還可能____（填標號）。

A．催化劑活性降低 B．平衡常數變大

C．有效碰撞次數增多 D．反應活化能大

①在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2Se充入2.5 L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數為0.02。反應平衡常數K1=___。

②若在620 K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03。若在610 K絕熱容器中重復實驗，該反應的平衡常數K2___（填“＞”“＜”或“=”）K1。

（4）已知常溫下H2Se的電離平衡常數Ka1=1.3×10-4、 Ka2=5.0×10-11，則NaHSe溶液呈_____（填“酸性”或“堿性”）。

（5）H2Se在一定條件下可以制備出CuSe，已知常溫時CuSe的Ksp=7.9×10-49，CuS的Ksp=1.3×10-36，則反應CuS(s)+ Se2-(aq)CuSe(s)+S 2-(aq)的化學平衡常數K=____（保留2位有效數字）。

Answer 1

【答案】2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑ ad 低于550 ℃時，溫度越高反應速率越快，H2Se的產率越大；高于550 ℃時，反應達到平衡，該反應為放熱反應，溫度越高平衡逆向移動H2Se的產率越小 AD 2.8×10–3 ＜ 堿性 1.6×1012

【解析】

（1）此小題考查的是氧化還原反應方程式的書寫。題中給出反應物，生成物，可根據得失電子守恒配平方程式；

（2）①根據化學平衡狀態的本質和特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態；

②根據溫度對速率和平衡的影響分析。升高溫度，速率加快；升高溫度，平衡向吸熱反應方向進行；

（3）此小題考查的是影響速率的因素。

A. 催化劑可以影響反應速率，催化劑的活性降低，反應速率減慢；

B.平衡常數與反應速率沒有關系；

C.有效碰撞次數增多，化學反應速率越大；

D.化學反應中，所需活化能越小，需要提供的能量越小，反應速率越快，所需活化能越大，需要提供的能量越大，反應越難進行，反應速率越慢；

①先三段式解題，再根據平衡常數公式進行計算；

②根據溫度對平衡的影響和平衡常數的影響分析；

（4）弱酸酸式鹽溶液中，酸式根離子既存在電離平衡又存在水解水解，通過電離平衡常數計算比較二者的強弱來確定溶液的酸堿性；

（5） 根據反應寫出K，結合溶度積分析得出平衡常數K=。據此解答。

（1）根據題意，硒酸與鹽酸共熱生成亞硒酸，硒酸中的硒元素化合價由+6價降低到+4價生成亞硒酸，鹽酸中的氯元素由-1價升高到0價生成氯氣，化學反應方程式為2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑。本小題答案為：2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑。

（2）①a.從反應式中可以看出Se為固體，反應過程中氣體的總質量是變化的，此反應在恒容容器總進行，根據，氣體的密度是變化的，當氣體的密度不再變化，說明反應達到平衡狀態，故a正確；

b.若用不同的物質表示反應速率，若一個為正反應速率，另一個為反應速率，且速率之比等于化學計量數之比，可證明反應達到平衡狀態，此選項為υ(H2)=υ(H2Se)，二者速率之比為1:1，但沒有表示出正、逆反應速率，不能證明反應達到平衡狀態，故b錯誤；

c.相同條件下壓強之比等于物質的量之比，此反應反應物與生成物中氣體的物質的量之比為1:1，是反應過程中氣體物質的量不變的反應，則反應過程中氣體的壓強也不變，則氣體的壓強不變，不能證明反應達到平衡狀態，故c錯誤；

d.從反應式中可以看出Se為固體，反應過程中氣體的總質量是變化的，且此反應反應物與生成物中氣體的物質的量之比為1:1，是反應過程中氣體的物質的量不變的反應，根據，氣體的平均摩爾質量是變化的，當氣體的平均摩爾質量不再變化，說明反應達到平衡狀態，故d正確。答案選ad。

②對反應H2(g) +Se(s) H2Se (g) ，△H＜0來說，低于550℃時，溫度越高反應速率越快，H2Se的產率越大；高于550℃時，反應達到平衡，該反應為放熱反應，溫度越高平衡逆向移動H2Se的產率越小。本小題答案為：低于550℃時，溫度越高反應速率越快，H2Se的產率越大；高于550℃時，反應達到平衡，該反應為放熱反應，溫度越高平衡逆向移動H2Se的產率越小。

（3）A. 催化劑可以影響反應速率，催化劑的活性降低，反應速率減慢，故A正確；

B.平衡常數與反應速率沒有關系，故B錯誤；

C.有效碰撞次數增多，化學反應速率越大，故C錯誤；

D.化學反應中，所需活化能越小，需要提供的能量越小，反應容易發生，反應速率越快，所需活化能越大，需要提供的能量越大，反應越難進行，反應速率越慢，故D正確。答案選AD。

①由題意設H2Se轉化的物質的量為x，

H2Se(g)+CO2(g) COSe(g)+H2O(g)

起始時物質的量/mol 0.40 0.10 0 0

轉化的物質的量/mol x x x x

平衡時的物質的量/mol 0.40-x 0.1-x x x

已知反應平衡后水的物質的量分數為0.02，則x/[(0.40x)+(0.10x)+x+x]=0.02，解得x=0.01，反應平衡常數K1=≈2.8×10-3。本小題答案為：2.8×10-3。

②若在620 K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，水的物質的量分數增大，說明升高溫度平衡正向移動，此反應為吸熱反應。若在610 K絕熱容器中重復實驗，由于此反應為吸熱反應，容器內溫度降低，降低溫度平衡逆向移，平衡常數減小，則K2＜K1。本小題答案為：K2＜K1。

（4）常溫下H2Se的電離平衡常數Ka1=1.3×10-4、 Ka2=5.0×10-11，HSe-的水解平衡常數===7.7×10-11>Ka2，HSe-的水解程度大于電離程度，則NaHSe溶液呈堿性。本小題答案為：堿性。

（5）反應CuS(s)+ Se2-(aq)CuSe(s)+S 2-(aq)的化學平衡常數K=====1.6×1012，本小題答案為：1.6×1012。