Question

2018年9月26日，第五届硒博会在恩施州文化中心大剧院开幕。第五届硒博会主题为“健康中国·硒引天下”。硒(Se)是第四周期第VI A族元素，是人体内不可或缺的微量元素，H₂Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的重要原料。

(1)已知:①2H₂Se(g)+O₂(g) 2Se(s)+2H₂O(l)    △H =a kJ·mol^-1

②2H₂ (g)+O₂(g2H₂O(l)             △H=b kJ·mol^—1

反应H₂(g)+ Se(s) H₂Se(g)的反应热△H=______kJ·mol^-1(用含a、b的代数式表示)。

(2)T℃时，向一恒容密闭容器中加入3molH₂和1 mol Se，发生反应H₂ (g)+Se(s)H₂Se(g),

①下列情况可判断反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。

a. 气体的密度不变             b. v(H₂) =v(H₂Se)  

c. 气体的压强不变            d.气体的平均摩尔质量不变

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H₂Se液体，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:________________________________________________。

③以5小时内得到的H₂Se为产量指标，且温度、压强对H₂Se产率的影响如图所示:

则制备H₂Se的最佳温度和压强为________。

(3)已知常温下H₂Se的电离平衡常数，则NaHSe溶液呈_______(填“酸性”或“碱性”)，该溶液中的物料守恒关系式为_____________。

(4)工业上从含硒废料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸钠的混合溶液处理后获得亚硒酸和少量硒酸，再与盐酸共热，硒酸转化为亚硒酸，硒酸与盐酸反应的化学方程式为___________，最后通入SO₂析出硒单质。

(5) H₂ Se在一定条件下可以制备出CuSe，已知常温时CuSe的Ksp=7.9,CuS的，则反应CuS(s)+Se^2-(aq) CuSe(s)+S^2-(aq)的化学平衡常数K=_____ (保留2位有效数字)。

Answer

1/2(b-a) ad (移除产物H2Se后)将分离出的氢气重新通入容器中，平衡正向移动，Se的转化率提高 550℃、0.3MPa 碱性 c(Na+)=c(HSe-)+c(Se2-)+c(H2Se) 2HCl+H2SeO4H2SeO3+Cl2↑+H2O 1.6×1012

【解析】

（1）运用盖斯定律对已知热化学方程式直接进行加加减减，得出总反应式的焓变。（2）平衡建立的判据除了正逆反应速率相等以外，还有“变量不变”。减少生成物，化学平衡会右移。（3）通过比较电离平衡常数和水解常数的相对大小，判断该溶液的酸碱性。（4）可利用平衡常数定义式得出总反应与所给的两个溶度积常数间的关系，从而求解。

(1)（②－①）/2即可得：H2(g)+Se(s)H2Se(g)，所以反应H2(g)+ Se(s)H2Se(g)的反应热△H=1/2(b-a)kJ·mol-1；

(2)①从反应式中可以看出Se是固体，反应物与生成物中气体的物质的量为1：1，则：气体密度不变时，各物质的反应速度等于生成速度，a项正确；v(H2)始终等于v(H2Se)，b项错误；容器的压强始终不变，c项错误；气体的平均摩尔质量是一个变量，当气体的平均摩尔质量不变时则达到平衡状态，d项正确，所以答案为a、d；

②分离出生成物，生成物浓度降低，平衡会朝着增加生成物浓度的方向移动，氢气会继续和硒反应，硒的转化率提高；

③由图可知，温度550℃、压强0.3 MPa时产率最高；

(3)NaHSe中存在电离平衡HSe-H++Se2-和水解平衡：HSe-+H2OH2Se+OH-，其电离平衡常数K2=5.0×10-11，水解平衡常数为=7.69×10-11，所以水解大于电离，溶液呈碱性；该溶液中钠原子与硒原子个数比是1：1，则物料守恒表达为：c(Na+)=c(HSe-)+c(Se2-)+c(H2Se)；

(4)根据题中所给的信息，硒的化合价降低，则化合价可以升高的只有氯元素，反应式为：2HCl+H2SeO4H2SeO3+Cl2↑+H2O，注意电荷守恒，不要忘记加热条件；

(5)将所给的两个沉淀溶解平衡相减可得总式，所以总式的平衡常数=1.6×1012。