Question

【題目】硒(Se)是第四周期第VIA族元素，是人體內(nèi)不可或缺的微量元素，H2Se是制備新型光伏太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體材料和金屬硒化物的重要原料。

(1)已知：①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) △H1=akJ/mol

②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H2=bkJ·mol-1

則反應(yīng) H2(g)+Se(s)H2Se(g) △H3=___________kJ/mol(用含a、b 的代數(shù)式表不)。

(2)T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中加入3molH2和lmolSe，發(fā)生反應(yīng)H2(g)+Se(s)H2Se(g)。

①下列情況可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________(填字母代號(hào))。

a.氣體的密度不變 b.v(H2)= v(H2Se)

c.氣體的壓強(qiáng)不變 d.氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，將平衡淮合氣體通入氣體液化分離器使H2Se氣體轉(zhuǎn)化為H2Se液體，并將分離出的 H2再次通入發(fā)生反應(yīng)的密閉容器中繼續(xù)與Se反應(yīng)時(shí)，Se的轉(zhuǎn)化率會(huì)提髙，請(qǐng)用化學(xué)平衡理論解釋：_____________________________________________。

③以5小時(shí)內(nèi)得到的H2Se為產(chǎn)量指標(biāo)，且溫度、壓強(qiáng)對(duì)H2Se產(chǎn)率的影響如圖所示：

則制備H2Se的最佳溫度和壓強(qiáng)為______________________________。

(3)工業(yè)上從含硒廢料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸鈉的混合溶液處理后獲得亞硒酸和少量硒酸，再與鹽酸共熱，硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸，硒酸與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________，最后通入SO2析出硒單質(zhì)。

(4)已知常溫下H2Se的電離平衡常數(shù)K1=1.3×10-4，K2=5.0×10-11，則NaHSe溶液呈__________(填“酸性”或“堿性”)，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)說(shuō)明___________________________。

Answer 1

【答案】(b-a) ad 移除產(chǎn)物H2Se后，將分離出的H2重新通入容器中， 均使平衡正向移動(dòng)，Se的轉(zhuǎn)化率提髙 550℃、0.3MPa 堿性 HSe-的電離常數(shù)為K2=5.0×l0-11，HSe-的水解常數(shù)為7.7×l0-11，故電離小于水解，溶液呈堿性

【解析】

(1)已知：①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) △H1=akJ/mol

②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H2=bkJ·mol-1

蓋斯定律計(jì)算(②-①)×得到反應(yīng)H2(g)+Se(s)H2Se(g)的反應(yīng)熱△H；

(2)①平衡狀態(tài)標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，據(jù)此分析；

②將分離出的H2再次通入發(fā)生反應(yīng)的密閉容器中繼續(xù)與Se反應(yīng)時(shí)，兩種物質(zhì)增加一種會(huì)提高另一種轉(zhuǎn)化率；

③利用圖象變化趨勢(shì)分析判斷最佳反應(yīng)條件；

(3)硒酸與鹽酸共熱，硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸氯離子被氧化為氯氣，結(jié)合原子守恒、電子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

(4)計(jì)算NaHSe溶液中水解平衡常數(shù)，和第二步電離平衡常數(shù)比較判斷溶液酸堿性；

(1)已知：①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) △H1=akJ/mol

②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H2=bkJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，將(②-①)×得到反應(yīng)H2(g)+Se(s)H2Se(g)的反應(yīng)熱△H= (b-a)kJ/mol；

(2)①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中加入3molH2和1 mol Se，發(fā)生反應(yīng)H2(g)+Se(s)H2Se(g)。

a.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，氣體體積不變，當(dāng)氣體的密度不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；

b.v(H2)=v(H2Se)未指明反應(yīng)是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，因此不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相同，b錯(cuò)誤；

c.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，氣體的壓強(qiáng)始終不變，因此不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c錯(cuò)誤；

d.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，而氣體物質(zhì)的量不變，因此若氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d正確；

故合理選項(xiàng)是ad；

②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，將平衡混合氣體通入氣體液化分離器使H2Se氣體轉(zhuǎn)化為H2Se液體，并將分離出的H2再次通入發(fā)生反應(yīng)的密閉容器中繼續(xù)與Se反應(yīng)時(shí)，Se的轉(zhuǎn)化率會(huì)提高，這是由于移除產(chǎn)物H2Se后，將分離出的氫氣重新通入容器中，平衡正向移動(dòng)，使Se的轉(zhuǎn)化率提高；

③根據(jù)圖示可知制備H2Se的最佳溫度和壓強(qiáng)為：550℃、0.3MPa；

(3)硒酸與鹽酸共熱，硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸，氯離子被氧化為氯氣，結(jié)合原子守恒、電子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式：；

(4)已知常溫下H2Se的電離平衡常數(shù)K1=1.3×10-4，K2=5.0×10-11，NaHSe溶液中存在水解平衡HSe-+H2OH2Se+OH-，Kh==7.7×10-11＞K2=5.0×10-11，水解程度大于其電離程度，溶液顯堿性；