硒(Se)及其氢化物H2Se是在新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物方面有重要应用。
(1)已知:①2H2Se(g)+O2(g)⇌2Se(s)+2H2O(l) ΔH1=m kJ•mol-1
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH2=n kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=p kJ•mol-1
反应H2(g)+Se(s)⇌H2Se(g)的反应热ΔH=p−12(n+m)p−12(n+m)kJ•mol-1(用含m、n、p的代数式表示)。
(2)T℃时,向一恒容密闭容器中加入3mol H2和lmol Se,发生反应H2(g)+Se(s)⇌H2Se(g)。
①该反应的平衡常数的表达式K=c(H2Se)c(H2)c(H2Se)c(H2)。
②当反应达到平衡后,将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为液体H2Se,并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时,Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释 氢气浓度升高,平衡会朝着正向移动,硒的转化率提高氢气浓度升高,平衡会朝着正向移动,硒的转化率提高。
③以5小时内得到的H2Se为产量指标,且温度、压强对H2Se产率的影响如图1所示:

则制备H2Se的最佳温度和压强为 温度550℃、压强0.3MPa温度550℃、压强0.3MPa。
(3)已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3×10-4,K2=5.0×10-11,则NaHSe溶液的离子浓度由大到小的顺序为 c(Na+)>c(HSe−)>c(OH−)>c(H+)>c(Se2−)c(Na+)>c(HSe−)>c(OH−)>c(H+)>c(Se2−),H2Se在一定条件下可以制备CuSe,反应CuS(s)+Se2-(aq)⇌CuSe(s)+S2-(aq)的化学平衡常数K=1.6×10121.6×1012(保留2位有效数字,已知该条件下CuSe的Ksp=7.9×10-49,CuS的Ksp=1.3×10-36)。
(4)用电化学方法制备H2Se的实验装置如图2所示:
石墨电极是 正正(填正极或负极),写出Pt电极上发生反应的电极反应式:CO-2e−+H2O=CO2+2H+CO-2e−+H2O=CO2+2H+。
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【答案】p−(n+m);;氢气浓度升高,平衡会朝着正向移动,硒的转化率提高;温度550℃、压强0.3MPa;c(Na+)>c(HSe−)>c(OH−)>c(H+)>c(Se2−);1.6×1012;正;CO-2e−+H2O=CO2+2H+
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:6引用:1难度:0.4
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(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
(2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=kJ•mol-1
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
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