Question

【题目】掺杂硒的纳米氧化亚铜常用作光敏材料、能源行业催化剂等。

(1)酸性溶液中Na2SO3将H2SeO3和H2SeO4还原为硒单质的反应如下：

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

则△H2=___________(用△H1和△H3表示)。

(2)H2S与CO2在纳米Cu2O催化作用下反应可生成羰基硫(COS)，羰基硫的结构式为______________________。

(3)用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，阳极及溶液中物质的有关转化如图1所示。

①阳极的电极反应式为_________________________________。

②电解一段时间后，向电解液中补充一定量的_______________可将溶液恢复至初始状态。

(4)掺杂硒的纳米Cu2O催化剂可用于工业上合成甲醇：

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=akJ·mol－1。

按 的投料比将H2与CO充人VL的恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。

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

②T1℃时，若向该容器中充入2.0mol H2和2.0 mol CO发生上述反应，5min后反应达到平衡(M点)，则0~5min内，v(H2)=___________mol·L－1·min－1，N点对应条件下反应的平衡常数为___________。

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）根据盖斯定律，将反应III×2-I×3即可得到反应II；

（2）COS与CO2是等电子体，结构相同，羰基硫的结构式为O=C=S；

（3）①用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液得到氧化亚铜，阳极的电极反应：CuCl—e-+Cl-=CuCl2-，

②综合反应过程分析，实质是铜和水反应生成氧化亚铜和氢气，减少的是水，

（4）①由图可知，压强一定时，温度升高，CO的转化率降低，说明正反应为放热反应，△H<0；温度一定时，CO的转化率α（P3）<α（P2）<α（P1），该正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应进行，CO的转化率升高，故压强p1>p2>p3，

②由图可知，5min后反应达到平衡(M点)，CO的转化率为40%，列出三段式，找出平衡时各物质的浓度及转化浓度，根据=计算速率；

平衡常数只与温度有关，N点与M点温度相同，N点对应条件下反应的平衡常数与M点相同。

(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

将反应III×2-I×3即可得到反应II，则反应II的反应热△H2=2△H3-3△H1；

故答案为：2△H3-3△H1；

（2）COS与CO2是等电子体，结构相同，羰基硫的结构式为O=C=S；

故答案为：O=C=S；

（3）①用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液得到氧化亚铜，阳极的电极反应：CuCl--e-+Cl-=CuCl2-，

故答案为：CuCl--e-+Cl-=CuCl2-；

②综合反应过程分析，实质是铜和水反应生成氧化亚铜和氢气，减少的是水，

故答案为：水。

（4）①由图可知，压强一定时，温度升高，CO的转化率降低，说明正反应为放热反应，△H<0；温度一定时，CO的转化率α（P3）<α（P2）<α（P1），该正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应进行，CO的转化率升高，故压强p1>p2>p3，

故答案为：<；p3<p2<p1；

②由图可知，5min后反应达到平衡(M点)，CO的转化率为40%，

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

起始（mol） 2mol 2mol 0

变化（mol）0.8mol 1.6mol 0.8mol

平衡（mol）1.2mol 0.4mol 0.8mol

则v(H2)== mol·L－1·min－1；

因平衡常数只与温度有关，而N点与M点温度相同，所以N点对应条件下反应的平衡常数与M点相同：K==4.17V2

故答案为：；4.17V2。