Question

【題目】硒(Se)是第四周期第VIA族元素，是人體內不可或缺的微量元素，H2Se是制備新型光伏太陽能電池、半導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 H2(g)+Se(s)H2Se(g) △H3=___________kJ/mol(用含a、b 的代數式表不)。

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

①下列情況可判斷反應達到平衡狀態的是__________(填字母代號)。

a.氣體的密度不變 b.v(H2)= v(H2Se)

c.氣體的壓強不變 d.氣體的平均摩爾質量不變

②當反應達到平衡后，將平衡淮合氣體通入氣體液化分離器使H2Se氣體轉化為H2Se液體，并將分離出的 H2再次通入發生反應的密閉容器中繼續與Se反應時，Se的轉化率會提髙，請用化學平衡理論解釋：_____________________________________________。

③以5小時內得到的H2Se為產量指標，且溫度、壓強對H2Se產率的影響如圖所示：

則制備H2Se的最佳溫度和壓強為______________________________。

(3)工業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，硒酸轉化為亞硒酸，硒酸與鹽酸反應的化學方程式為_________，最后通入SO2析出硒單質。

(4)已知常溫下H2Se的電離平衡常數K1=1.3×10-4，K2=5.0×10-11，則NaHSe溶液呈__________(填“酸性”或“堿性”)，請通過計算數據說明___________________________。

Answer 1

【答案】(b-a) ad 移除產物H2Se后，將分離出的H2重新通入容器中， 均使平衡正向移動，Se的轉化率提髙 550℃、0.3MPa 堿性 HSe-的電離常數為K2=5.0×l0-11，HSe-的水解常數為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

蓋斯定律計算(②-①)×得到反應H2(g)+Se(s)H2Se(g)的反應熱△H；

(2)①平衡狀態標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，據此分析；

②將分離出的H2再次通入發生反應的密閉容器中繼續與Se反應時，兩種物質增加一種會提高另一種轉化率；

③利用圖象變化趨勢分析判斷最佳反應條件；

(3)硒酸與鹽酸共熱，硒酸轉化為亞硒酸氯離子被氧化為氯氣，結合原子守恒、電子守恒書寫化學方程式；

(4)計算NaHSe溶液中水解平衡常數，和第二步電離平衡常數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

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

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

a.反應前后氣體質量變化，氣體體積不變，當氣體的密度不變說明反應達到平衡狀態，a正確；

b.v(H2)=v(H2Se)未指明反應是正反應速率還是逆反應速率，因此不能說明正逆反應速率相同，b錯誤；

c.反應前后氣體物質的量不變，氣體的壓強始終不變，因此不能說明反應達到平衡狀態，c錯誤；

d.反應前后氣體質量變化，而氣體物質的量不變，因此若氣體的平均摩爾質量不變，說明反應達到平衡狀態，d正確；

故合理選項是ad；

②當反應達到平衡后，將平衡混合氣體通入氣體液化分離器使H2Se氣體轉化為H2Se液體，并將分離出的H2再次通入發生反應的密閉容器中繼續與Se反應時，Se的轉化率會提高，這是由于移除產物H2Se后，將分離出的氫氣重新通入容器中，平衡正向移動，使Se的轉化率提高；

③根據圖示可知制備H2Se的最佳溫度和壓強為：550℃、0.3MPa；

(3)硒酸與鹽酸共熱，硒酸轉化為亞硒酸，氯離子被氧化為氯氣，結合原子守恒、電子守恒書寫化學方程式：；

(4)已知常溫下H2Se的電離平衡常數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；