Question

【題目】銅的兩種氧化物在化工生產(chǎn)中都有著重要的用途。

I.CuO可用于制備Cu2O。

已知：①2Cu2O(s)4Cu(s)+O2(g) △H1=+338kJ·mol-1；

②2CuO(s)2Cu(s)+O2(g) △H2=+314kJ·mol-1。

（1）CuO分解生成2molCu2O的熱化學(xué)方程式為___。

（2）溫度為T時(shí)，向5L恒容密閉容器中加入80gCuO制備Cu2O，5min時(shí)恰好達(dá)到平衡，測得容器中Cu2O的物質(zhì)的量為0.4mol。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。

②5min時(shí)縮小容器容積，重新達(dá)到平衡時(shí)O2的濃度___(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（3）研究表明，在CuO中加入適量碳粉有利于制得納米級Cu2O，下列說法正確的是___(填選項(xiàng)字母)。

A.碳與氧氣反應(yīng)放熱，加快反應(yīng)速率 B.生成CO氣體，使固體顆粒容易分散

C.CO可以將Cu2O還原為銅粉 D.CO作該反應(yīng)的催化劑

Ⅱ.CuO可用于冶煉銅(已知：CO的燃燒熱△H=—283kJ·mol-1)；一定條件下，將1molCuO和0.5molCO加入2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，t1時(shí)達(dá)到平衡，t2后改變?nèi)萜髦械臈l件，用CO表示的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示(三個(gè)階段改變的條件為溫度、壓強(qiáng)、濃度中的一個(gè))。

（4）t4時(shí)改變的條件為___。

（5）M、N、P三點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)下，CO的轉(zhuǎn)化率a(M)、a(N)、a(P)的大小關(guān)系為___。

Answer 1

【答案】4CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g) △H=+314 kJ/mol×2-338 kJ/mol= +290kJ/mol 0.04mol/L 不變 AB 增加CO濃度、增大容器容積(或減小壓強(qiáng))、升高溫度 a(M)=a(N)>a(P)

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律②×2-①得4CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g) ；

（2）①由信息，達(dá)到平衡時(shí)， K=c(O2)；

②由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，根據(jù)K=c(O2)得，縮小容器容積，平衡常數(shù)不變，重新達(dá)到平衡時(shí)O2的濃度不變；

（3）碳與氧氣反應(yīng)放熱，升高溫度，反應(yīng)速率加快，A項(xiàng)正確；氣體生成容品使固體分散，有利于制得納米級Cu2O，B項(xiàng)正確；CO將Cu2O還原為銅粉降低Cu2O的產(chǎn)率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO不是該反應(yīng)的催化劑，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

Ⅱ.（4）由圖中信息，t1、t2、t3時(shí)改變的條件分別為增加CO濃度、增大容器容積(或減小壓強(qiáng))、升高溫度；

（5）t2時(shí)，增加CO濃度，但該反應(yīng)為氣體分總數(shù)相等的反應(yīng)，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率不變；t4時(shí)增大容器容積(或減小壓強(qiáng))，平衡不移動，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率不變；由反應(yīng)2CuO(s)=2Cu(s)+O2(g) △H=+314kJ·mol-1和2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-565kJ·mol-1 得CuO(s)+CO(g)Cu(s)+CO2(g) △H=-126 kJ·mol-1，該反應(yīng)放熱，故t3時(shí)升高溫度，平衡逆向移動，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率減小，由此可以求得大小關(guān)系。

（1）根據(jù)蓋斯定律②×2-①得4CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g) △H=+314 kJ/mol×2-338 kJ/mol= +290kJ/mol；

（2）①由信息，達(dá)到平衡時(shí)，Cu2O的物質(zhì)的量為0.4mol，則參加反應(yīng)的CuO的物質(zhì)的量為0.8mol，生成O2的物質(zhì)的量為0.2mol，K=c(O2)=0.2mol/5L=0.04mol/L；②由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，根據(jù)K=c(O2)得，縮小容器容積，平衡常數(shù)不變，重新達(dá)到平衡時(shí)O2的濃度不變；

（3）碳與氧氣反應(yīng)放熱，升高溫度，反應(yīng)速率加快，A項(xiàng)正確；氣體生成容品使固體分散，有利于制得納米級Cu2O，B項(xiàng)正確；CO將Cu2O還原為銅粉降低Cu2O的產(chǎn)率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO不是該反應(yīng)的催化劑，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選AB；

Ⅱ.（4）由圖中信息，t1、t2、t3時(shí)改變的條件分別為增加CO濃度、增大容器容積(或減小壓強(qiáng))、升高溫度；

（5）t2時(shí)，增加CO濃度，但該反應(yīng)為氣體分總數(shù)相等的反應(yīng)，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率不變；t4時(shí)增大容器容積(或減小壓強(qiáng))，平衡不移動，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率不變；由反應(yīng)2CuO(s)=2Cu(s)+O2(g) △H=+314kJ·mol-1和2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-565kJ·mol-1 得CuO(s)+CO(g)Cu(s)+CO2(g) △H=-126 kJ·mol-1，該反應(yīng)放熱，故t3時(shí)升高溫度，平衡逆向移動，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率減小，則M、N、P三點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)下，CO的轉(zhuǎn)化率a(M)、a(N)、a(P)的大小關(guān)系為a(M)=a(N)>a(P)。