Question

【題目】摻雜硒的納米氧化亞銅常用作光敏材料、能源行業催化劑等。

(1)酸性溶液中Na2SO3將H2SeO3和H2SeO4還原為硒單質的反應如下：

H2SeO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)===Se(s)+2H2 SO4(aq) △H1

2H2SeO4(aq)+Se(s)+ H2O (1)===3H2SeO3(ag) △H2

H2SeO4(aq)+ 3SO2(g)+2H2 O(1)===Se(s)+3H2 SO4 (aq) △H3

則△H2=___________(用△H1和△H3表示)。

(2)H2S與CO2在納米Cu2O催化作用下反應可生成羰基硫(COS)，羰基硫的結構式為______________________。

(3)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，陽極及溶液中物質的有關轉化如圖1所示。

①陽極的電極反應式為_________________________________。

②電解一段時間后，向電解液中補充一定量的_______________可將溶液恢復至初始狀態。

(4)摻雜硒的納米Cu2O催化劑可用于工業上合成甲醇：

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=akJ·mol－1。

按 的投料比將H2與CO充人VL的恒容密閉容器中，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2所示。

①a___________(填“>”或”<”)0；壓強p1、p2、p 3由小到大的順序是___________。

②T1℃時，若向該容器中充入2.0mol H2和2.0 mol CO發生上述反應，5min后反應達到平衡(M點)，則0~5min內，v(H2)=___________mol·L－1·min－1，N點對應條件下反應的平衡常數為___________。

Answer 1

【答案】2△H3-3△H1 O=C=S CuCl--e-+Cl-=CuCl2- H2O（或“水”） < p3<p2<p1 4.17V2

【解析】

（1）根據蓋斯定律，將反應III×2-I×3即可得到反應II；

（2）COS與CO2是等電子體，結構相同，羰基硫的結構式為O=C=S；

（3）①用銅作陽極，鈦片作陰極，電解一定濃度的NaCl和NaOH的混合溶液得到氧化亞銅，陽極的電極反應：CuCl—e-+Cl-=CuCl2-，

②綜合反應過程分析，實質是銅和水反應生成氧化亞銅和氫氣，減少的是水，

（4）①由圖可知，壓強一定時，溫度升高，CO的轉化率降低，說明正反應為放熱反應，△H<0；溫度一定時，CO的轉化率α（P3）<α（P2）<α（P1），該正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡向正反應進行，CO的轉化率升高，故壓強p1>p2>p3，

②由圖可知，5min后反應達到平衡(M點)，CO的轉化率為40%，列出三段式，找出平衡時各物質的濃度及轉化濃度，根據=計算速率；

平衡常數只與溫度有關，N點與M點溫度相同，N點對應條件下反應的平衡常數與M點相同。

(1)已知：I、H2SeO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)===Se(s)+2H2 SO4(aq) △H1

II、2H2SeO4(aq)+Se(s)+ H2O (1)===3H2SeO3(ag) △H2

III、H2SeO4(aq)+ 3SO2(g)+2H2 O(1)===Se(s)+3H2 SO4 (aq) △H3

將反應III×2-I×3即可得到反應II，則反應II的反應熱△H2=2△H3-3△H1；

故答案為：2△H3-3△H1；

（2）COS與CO2是等電子體，結構相同，羰基硫的結構式為O=C=S；

故答案為：O=C=S；

（3）①用銅作陽極，鈦片作陰極，電解一定濃度的NaCl和NaOH的混合溶液得到氧化亞銅，陽極的電極反應：CuCl--e-+Cl-=CuCl2-，

故答案為：CuCl--e-+Cl-=CuCl2-；

②綜合反應過程分析，實質是銅和水反應生成氧化亞銅和氫氣，減少的是水，

故答案為：水。

（4）①由圖可知，壓強一定時，溫度升高，CO的轉化率降低，說明正反應為放熱反應，△H<0；溫度一定時，CO的轉化率α（P3）<α（P2）<α（P1），該正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡向正反應進行，CO的轉化率升高，故壓強p1>p2>p3，

故答案為：<；p3<p2<p1；

②由圖可知，5min后反應達到平衡(M點)，CO的轉化率為40%，

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始（mol） 2mol 2mol 0

變化（mol）0.8mol 1.6mol 0.8mol

平衡（mol）1.2mol 0.4mol 0.8mol

則v(H2)== mol·L－1·min－1；

因平衡常數只與溫度有關，而N點與M點溫度相同，所以N點對應條件下反應的平衡常數與M點相同：K==4.17V2

故答案為：；4.17V2。