Question

【题目】高温下用H2还原CuCl制备活性铜，反应原理如下：

2Cu(s)＋Cl2(g) 2CuCl(s)　ΔH1＝－36 kJ·mol－1①

H2(g)＋2CuCl(s) 2Cu(s)＋2HCl(g)　ΔH2②

有关物质的键能数据如下表：

物质	H2	Cl2	HCl
键能/kJ·mol－1	436	243	432

(1)ΔH2＝________kJ·mol－1。

(2)经测定反应②制备活性铜的反应趋势大，原因是__________。

(3)在某温度下，反应①达到平衡状态，在tl时，增加压强到原来的2倍(Cu的量足够)，在图中画出Cl2浓度的变化趋势线。________________________

(4)白色不溶于水的CuCl可以由电解法制得，如图所示：

①装置中用的交换膜为________。

A．阳离子交换膜 B．阴离子交换膜

C．质子交换膜 D．氢氧根离子交换膜

②阳极的电极反应式为______________________________________________。

(5)已知CuCl可溶解于稀硝酸，写出该反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(6)根据已学知识写出制取CuCl的一种方法，用化学方程式表示：____________________________。

Answer 1

【答案】 －149 正反应ΔH<0，ΔS>0，是自发反应，逆反应为非自发反应 (平衡线与原平衡线相平) A Cu＋Cl－－e－===CuCl 6CuCl＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋3CuCl2＋2NO↑＋4H2O CuCl2＋Cu2CuCl

【解析】(1) 根据表格数据可知，③H2(g)+ Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH,3＝(436 kJ·mol－1)+(243 kJ·mol－1)-(432 kJ·mol－1)×2=－185kJ·mol－1，①2Cu(s)＋Cl2(g) 2CuCl(s)　ΔH1＝－36 kJ·mol－1，根据盖斯定律，将③-①得：H2(g)＋2CuCl(s) 2Cu(s)＋2HCl(g)　ΔH2=ΔH,3-ΔH1＝(－185kJ·mol－1)-(－36 kJ·mol－1)=－149 kJ·mol－1，故答案为：－149；

(2)反应②的正反应ΔH<0，ΔS>0，是自发反应，逆反应为非自发反应，因此制备活性铜的反应趋势大，故答案为：正反应ΔH<0，ΔS>0，是自发反应，逆反应为非自发反应；

(3) 在某温度下，反应①达到平衡状态，在tl时，增加压强到原来的2倍(Cu的量足够)，反应速率增大，平衡正向移动，但平衡常数不变，达到新平衡是氯气的浓度不变，Cl2浓度的变化趋势线为，故答案为：；

(4)①阳极铜失去电子生成亚铜离子，生成的亚铜离子与氯离子结合生成白色不溶于水的CuCl，阳极区多余的钠离子向阴极区移动，因此装置中用的交换膜为阳离子交换膜，故选A；

②根据上述分析，阳极的电极反应式为Cu＋Cl－－e－=CuCl，故答案为：Cu＋Cl－－e－=CuCl；

(5)CuCl溶解于稀硝酸，发生氧化还原反应，反应的化学方程式为6CuCl＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋3CuCl2＋2NO↑＋4H2O，故答案为：6CuCl＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋3CuCl2＋2NO↑＋4H2O；

(6) CuCl中的铜为+1价，可以由铜离子与铜反应生成，反应的化学方程式为CuCl2＋Cu2CuCl，故答案为：CuCl2＋Cu2CuCl。