(2016•门头沟区一模)纳米级Cu
2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu
2O的三种方法:
方法I | 用碳粉在高温条件下还原CuO |
方法II | 用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2 |
方法III | 电解法,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑ |
(1)已知:2Cu(s)+
O
2(g)=Cu
2O(s)△H=-akJ•mol
-1C(s)+
O
2(g)=CO(g)△H=-bkJ•mol
-1Cu(s)+
O
2(g)=CuO(s)△H=-ckJ•mol
-1则方法I发生的反应:2Cu O(s)+C(s)=Cu
2O(s)+CO(g);△H=
kJ•mol
-1.
(2)工业上很少用方法I制取Cu
2O,是由于方法I反应条件不易控制,若控温不当,会降低Cu
2O产率,请分析原因:
.
(3)方法II为加热条件下用液态肼(N
2H
4)还原新制Cu(OH)
2来制备纳米级Cu
2O,同时放出N
2.
该制法的化学方程式为
.
(4)方法III采用离子交换膜控制电解液中OH
-的浓度而制备纳米Cu
2O,装置如图所示,写出电极反应式
并说明该装置制备Cu
2O的原理
.
(5)在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu
2O分别进行催化分解水的实验:
2H
2O(g)
2H
2(g)+O
2(g)△H>0,水蒸气的浓度(mol/L)随时间t(min)
变化如下表所示.
序号 | Cu2O a克 | 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
① | 方法II | T1 | 0.050 | 0.0492 | 0.0486 | 0.0482 | 0.0480 | 0.0480 |
② | 方法III | T1 | 0.050 | 0.0488 | 0.0484 | 0.0480 | 0.0480 | 0.0480 |
③ | 方法III | T2 | 0.10 | 0.094 | 0.090 | 0.090 | 0.090 | 0.090 |
下列叙述正确的是
(填字母代号).
a.实验的温度:T
2<T
1b.实验①前20min的平均反应速率v(O
2)=7×10
-5mol•L
-1•min
-1c.实验②比实验①所用的Cu
2O催化效率高
d. 实验①、②、③的化学平衡常数的关系:K
1=K
2<K
3.