Question

【題目】高溫下用H2還原CuCl制備活性銅，反應原理如下：

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

H2(g)＋2CuCl(s) 2Cu(s)＋2HCl(g)　ΔH2②

有關物質的鍵能數據如下表：

物質	H2	Cl2	HCl
鍵能/kJ·mol－1	436	243	432

(1)ΔH2＝________kJ·mol－1。

(2)經測定反應②制備活性銅的反應趨勢大，原因是__________。

(3)在某溫度下，反應①達到平衡狀態，在tl時，增加壓強到原來的2倍(Cu的量足夠)，在圖中畫出Cl2濃度的變化趨勢線。________________________

(4)白色不溶于水的CuCl可以由電解法制得，如圖所示：

①裝置中用的交換膜為________。

A．陽離子交換膜 B．陰離子交換膜

C．質子交換膜 D．氫氧根離子交換膜

②陽極的電極反應式為______________________________________________。

(5)已知CuCl可溶解于稀硝酸，寫出該反應的化學方程式：

________________________________________________________________________。

(6)根據已學知識寫出制取CuCl的一種方法，用化學方程式表示：____________________________。

Answer 1

【答案】 －149 正反應ΔH<0，ΔS>0，是自發反應，逆反應為非自發反應 (平衡線與原平衡線相平) A Cu＋Cl－－e－===CuCl 6CuCl＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋3CuCl2＋2NO↑＋4H2O CuCl2＋Cu2CuCl

【解析】(1) 根據表格數據可知，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，根據蓋斯定律，將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，故答案為：－149；

(2)反應②的正反應ΔH<0，ΔS>0，是自發反應，逆反應為非自發反應，因此制備活性銅的反應趨勢大，故答案為：正反應ΔH<0，ΔS>0，是自發反應，逆反應為非自發反應；

(3) 在某溫度下，反應①達到平衡狀態，在tl時，增加壓強到原來的2倍(Cu的量足夠)，反應速率增大，平衡正向移動，但平衡常數不變，達到新平衡是氯氣的濃度不變，Cl2濃度的變化趨勢線為，故答案為：；

(4)①陽極銅失去電子生成亞銅離子，生成的亞銅離子與氯離子結合生成白色不溶于水的CuCl，陽極區多余的鈉離子向陰極區移動，因此裝置中用的交換膜為陽離子交換膜，故選A；

②根據上述分析，陽極的電極反應式為Cu＋Cl－－e－=CuCl，故答案為：Cu＋Cl－－e－=CuCl；

(5)CuCl溶解于稀硝酸，發生氧化還原反應，反應的化學方程式為6CuCl＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋3CuCl2＋2NO↑＋4H2O，故答案為：6CuCl＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋3CuCl2＋2NO↑＋4H2O；

(6) CuCl中的銅為+1價，可以由銅離子與銅反應生成，反應的化學方程式為CuCl2＋Cu2CuCl，故答案為：CuCl2＋Cu2CuCl。