Question

【题目】硒（Se）是第四周期第ⅥA族元素，是人体内不可或缺的微量元素，H2Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的重要原料。

（1）工业上从含硒废料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸钠的混合溶液处理后获得亚硒酸和少量硒酸，再与盐酸共热，硒酸转化为亚硒酸，硒酸与盐酸反应的化学方程式为______，最后通入SO2析出硒单质。

（2）T℃时，向一恒容密闭容器中加入3mol H2和1mol Se，发生反应：H2(g) +Se(s) H2Se (g) ，△H＜0

①下列情况可判断反应达到平衡状态的是__________（填字母代号）。

a.气体的密度不变 b.υ(H2)=υ(H2Se)

c.气体的压强不变 d.气体的平均摩尔质量不变

②温度对H2Se产率的影响如图

550℃时H2Se产率的最大的原因为： _________。

（3）H2Se与CO2在一定温度和催化剂条件下发生反应：H2Se(g)+CO2(g)COSe(g) +H2O(g)。该反应速率较低的原因除了温度和反应物的起始浓度外还可能____（填标号）。

A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大

C．有效碰撞次数增多 D．反应活化能大

①在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2Se充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。反应平衡常数K1=___。

②若在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03。若在610 K绝热容器中重复实验，该反应的平衡常数K2___（填“＞”“＜”或“=”）K1。

（4）已知常温下H2Se的电离平衡常数Ka1=1.3×10-4、 Ka2=5.0×10-11，则NaHSe溶液呈_____（填“酸性”或“碱性”）。

（5）H2Se在一定条件下可以制备出CuSe，已知常温时CuSe的Ksp=7.9×10-49，CuS的Ksp=1.3×10-36，则反应CuS(s)+ Se2-(aq)CuSe(s)+S 2-(aq)的化学平衡常数K=____（保留2位有效数字）。

Answer 1

【答案】2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑ ad 低于550 ℃时，温度越高反应速率越快，H2Se的产率越大；高于550 ℃时，反应达到平衡，该反应为放热反应，温度越高平衡逆向移动H2Se的产率越小 AD 2.8×10–3 ＜ 碱性 1.6×1012

【解析】

（1）此小题考查的是氧化还原反应方程式的书写。题中给出反应物，生成物，可根据得失电子守恒配平方程式；

（2）①根据化学平衡状态的本质和特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；

②根据温度对速率和平衡的影响分析。升高温度，速率加快；升高温度，平衡向吸热反应方向进行；

（3）此小题考查的是影响速率的因素。

A. 催化剂可以影响反应速率，催化剂的活性降低，反应速率减慢；

B.平衡常数与反应速率没有关系；

C.有效碰撞次数增多，化学反应速率越大；

D.化学反应中，所需活化能越小，需要提供的能量越小，反应速率越快，所需活化能越大，需要提供的能量越大，反应越难进行，反应速率越慢；

①先三段式解题，再根据平衡常数公式进行计算；

②根据温度对平衡的影响和平衡常数的影响分析；

（4）弱酸酸式盐溶液中，酸式根离子既存在电离平衡又存在水解水解，通过电离平衡常数计算比较二者的强弱来确定溶液的酸碱性；

（5） 根据反应写出K，结合溶度积分析得出平衡常数K=。据此解答。

（1）根据题意，硒酸与盐酸共热生成亚硒酸，硒酸中的硒元素化合价由+6价降低到+4价生成亚硒酸，盐酸中的氯元素由-1价升高到0价生成氯气，化学反应方程式为2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑。本小题答案为：2HCl +H2SeO4 H2SeO3+H2O+ Cl2↑。

（2）①a.从反应式中可以看出Se为固体，反应过程中气体的总质量是变化的，此反应在恒容容器总进行，根据，气体的密度是变化的，当气体的密度不再变化，说明反应达到平衡状态，故a正确；

b.若用不同的物质表示反应速率，若一个为正反应速率，另一个为反应速率，且速率之比等于化学计量数之比，可证明反应达到平衡状态，此选项为υ(H2)=υ(H2Se)，二者速率之比为1:1，但没有表示出正、逆反应速率，不能证明反应达到平衡状态，故b错误；

c.相同条件下压强之比等于物质的量之比，此反应反应物与生成物中气体的物质的量之比为1:1，是反应过程中气体物质的量不变的反应，则反应过程中气体的压强也不变，则气体的压强不变，不能证明反应达到平衡状态，故c错误；

d.从反应式中可以看出Se为固体，反应过程中气体的总质量是变化的，且此反应反应物与生成物中气体的物质的量之比为1:1，是反应过程中气体的物质的量不变的反应，根据，气体的平均摩尔质量是变化的，当气体的平均摩尔质量不再变化，说明反应达到平衡状态，故d正确。答案选ad。

②对反应H2(g) +Se(s) H2Se (g) ，△H＜0来说，低于550℃时，温度越高反应速率越快，H2Se的产率越大；高于550℃时，反应达到平衡，该反应为放热反应，温度越高平衡逆向移动H2Se的产率越小。本小题答案为：低于550℃时，温度越高反应速率越快，H2Se的产率越大；高于550℃时，反应达到平衡，该反应为放热反应，温度越高平衡逆向移动H2Se的产率越小。

（3）A. 催化剂可以影响反应速率，催化剂的活性降低，反应速率减慢，故A正确；

B.平衡常数与反应速率没有关系，故B错误；

C.有效碰撞次数增多，化学反应速率越大，故C错误；

D.化学反应中，所需活化能越小，需要提供的能量越小，反应容易发生，反应速率越快，所需活化能越大，需要提供的能量越大，反应越难进行，反应速率越慢，故D正确。答案选AD。

①由题意设H2Se转化的物质的量为x，

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

起始时物质的量/mol 0.40 0.10 0 0

转化的物质的量/mol x x x x

平衡时的物质的量/mol 0.40-x 0.1-x x x

已知反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则x/[(0.40x)+(0.10x)+x+x]=0.02，解得x=0.01，反应平衡常数K1=≈2.8×10-3。本小题答案为：2.8×10-3。

②若在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，水的物质的量分数增大，说明升高温度平衡正向移动，此反应为吸热反应。若在610 K绝热容器中重复实验，由于此反应为吸热反应，容器内温度降低，降低温度平衡逆向移，平衡常数减小，则K2＜K1。本小题答案为：K2＜K1。

（4）常温下H2Se的电离平衡常数Ka1=1.3×10-4、 Ka2=5.0×10-11，HSe-的水解平衡常数===7.7×10-11>Ka2，HSe-的水解程度大于电离程度，则NaHSe溶液呈碱性。本小题答案为：碱性。

（5）反应CuS(s)+ Se2-(aq)CuSe(s)+S 2-(aq)的化学平衡常数K=====1.6×1012，本小题答案为：1.6×1012。