Question

【题目】铜的两种氧化物在化工生产中都有着重要的用途。

I.CuO可用于制备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的热化学方程式为___。

（2）温度为T时，向5L恒容密闭容器中加入80gCuO制备Cu2O，5min时恰好达到平衡，测得容器中Cu2O的物质的量为0.4mol。

①该反应的平衡常数K=___。

②5min时缩小容器容积，重新达到平衡时O2的浓度___(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）研究表明，在CuO中加入适量碳粉有利于制得纳米级Cu2O，下列说法正确的是___(填选项字母)。

A.碳与氧气反应放热，加快反应速率 B.生成CO气体，使固体颗粒容易分散

C.CO可以将Cu2O还原为铜粉 D.CO作该反应的催化剂

Ⅱ.CuO可用于冶炼铜(已知：CO的燃烧热△H=—283kJ·mol-1)；一定条件下，将1molCuO和0.5molCO加入2L密闭容器中发生反应，t1时达到平衡，t2后改变容器中的条件，用CO表示的反应速率(v)与时间(t)的关系如图所示(三个阶段改变的条件为温度、压强、浓度中的一个)。

（4）t4时改变的条件为___。

（5）M、N、P三点对应状态下，CO的转化率a(M)、a(N)、a(P)的大小关系为___。

Answer 1

【答案】4CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g) △H=+314 kJ/mol×2-338 kJ/mol= +290kJ/mol 0.04mol/L 不变 AB 增加CO浓度、增大容器容积(或减小压强)、升高温度 a(M)=a(N)>a(P)

【解析】

（1）根据盖斯定律②×2-①得4CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g) ；

（2）①由信息，达到平衡时， K=c(O2)；

②由于平衡常数只与温度有关，根据K=c(O2)得，缩小容器容积，平衡常数不变，重新达到平衡时O2的浓度不变；

（3）碳与氧气反应放热，升高温度，反应速率加快，A项正确；气体生成容品使固体分散，有利于制得纳米级Cu2O，B项正确；CO将Cu2O还原为铜粉降低Cu2O的产率，C项错误；CO不是该反应的催化剂，D项错误；

Ⅱ.（4）由图中信息，t1、t2、t3时改变的条件分别为增加CO浓度、增大容器容积(或减小压强)、升高温度；

（5）t2时，增加CO浓度，但该反应为气体分总数相等的反应，平衡时CO的转化率不变；t4时增大容器容积(或减小压强)，平衡不移动，平衡时CO的转化率不变；由反应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，该反应放热，故t3时升高温度，平衡逆向移动，平衡时CO的转化率减小，由此可以求得大小关系。

（1）根据盖斯定律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，达到平衡时，Cu2O的物质的量为0.4mol，则参加反应的CuO的物质的量为0.8mol，生成O2的物质的量为0.2mol，K=c(O2)=0.2mol/5L=0.04mol/L；②由于平衡常数只与温度有关，根据K=c(O2)得，缩小容器容积，平衡常数不变，重新达到平衡时O2的浓度不变；

（3）碳与氧气反应放热，升高温度，反应速率加快，A项正确；气体生成容品使固体分散，有利于制得纳米级Cu2O，B项正确；CO将Cu2O还原为铜粉降低Cu2O的产率，C项错误；CO不是该反应的催化剂，D项错误；故选AB；

Ⅱ.（4）由图中信息，t1、t2、t3时改变的条件分别为增加CO浓度、增大容器容积(或减小压强)、升高温度；

（5）t2时，增加CO浓度，但该反应为气体分总数相等的反应，平衡时CO的转化率不变；t4时增大容器容积(或减小压强)，平衡不移动，平衡时CO的转化率不变；由反应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，该反应放热，故t3时升高温度，平衡逆向移动，平衡时CO的转化率减小，则M、N、P三点对应状态下，CO的转化率a(M)、a(N)、a(P)的大小关系为a(M)=a(N)>a(P)。