Question

纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu₂O的四种方法：

方法a	用炭粉在高温条件下还原CuO
方法b	用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2制备Cu2O；
方法c	电解法，反应为2Cu + H2OCu2O + H2↑。
方法d	用肼（N2H4）还原新制的Cu(OH)2

（1）已知：①2Cu（s）＋1/2O₂(g)=Cu₂O（s）；△H = -169kJ·mol^-1

②C（s）＋1/2O₂(g)=CO(g)；△H = -110.5kJ·mol^-1

③ Cu（s）＋1/2O₂(g)=CuO（s）；△H = -157kJ·mol^-1

则方法a发生的热化学方程式是：

（2）方法c采用离子交换膜控制电解液中OH^－的浓度而制备纳米Cu₂O，装置如图所示：该电池的阳极反应式为            钛极附近的pH值       （增大、减小、不变）。

（3）方法d为加热条件下用液态肼（N₂H₄）还原新制Cu(OH)₂来制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂。该制法的化学方程式为               。

（4）在相同的密闭容器中，用以上方法制得的三种Cu₂O分别进行催化分解水的实验：  △H>0。水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示。

序号		0	10	20	30	40	50
①	T1	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T1	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T2	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

下列叙述正确的是        （填字母）。

A．实验的温度：T₂<T₁       

B．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高

C．实验①前20 min的平均反应速率 v(H₂)=7×10^-5 mol·L^-1 min^-1

Answer

（1）2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+34. 5kJ/mol

（2）2Cu-2e-+2OH-= Cu2O+H2O；增大

（3）4Cu(OH)2+N2H4 2Cu2O+6H2O+N2↑

（4）BC

【解析】

试题分析：（1）用碳还原CuO，发生的化学方程式是2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)，根据盖斯定律，可知该反应的反应热为①+②-2③=（-169kJ·mol-1）+（-110.5kJ·mol-1）-2×（-157kJ·mol-1）=+34.5kJ/mol，则方法a发生的热化学方程式是2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+34. 5kJ/mol；

（2）该电解池的阳极发生氧化反应，所以Cu失去电子，与氢氧根离子结合生成氧化亚铜和水，电极反应式是2Cu-2e-+2OH-= Cu2O+H2O；钛极为阴极，氢离子放电生成氢气，则氢氧根离子浓度增大，所以钛极附近的pH值增大；

（3）方法d为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，根据元素守恒可知，还有水生成，则化学方程式是4Cu(OH)2+N2H4 2Cu2O+6H2O+N2↑；

（4）A、T2时20min即达平衡状态，所以T2的反应速率快，则T2>T1，错误；B、①与②相比，达到的平衡状态相同，但②达到平衡的时间短，所以②的反应速率快，则实验②比实验①所用的催化剂催化效率高，正确；C、实验①前20 min内水蒸气的浓度减小（0.05-0.0486）mol/L=0.0014mol/L，则氢气的浓度增加0.0014mol/L，所以前20min内的平均反应速率 v(H2)=0.0014mol/L/20min=7×10-5 mol·L-1 min-1，正确，答案选BC。

考点：考查盖斯定律的应用，电极反应式的书写，化学反应的判断，反应速率的计算