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+H2O Cu2O+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.