Question

【题目】Cu2O是重要的催化剂和化工原料，工业上制备Cu2O的主要反应如下：

Ⅰ.C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+172.5kJ·mol-1

Ⅱ.CO(g)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO2(g) ΔH=-138.0 kJ·mol-1

请回答：

（1）一定温度下，向5L恒容密闭容器中加入1molCO和2molCuO，发生反应Ⅱ，2min时达到平衡，测得容器中CuO的物质的量为0.5mol。

①0-2min内，用CO表示的反应速率v(CO)=___。

②CO2的平衡体积分数φ=___。

（2）向5L密闭容器中加入1molC和1molCO2，发生反应Ⅰ。CO2、CO的平衡分压(p)与温度(T)的关系如图所示（平衡分压=物质的量分数×总压强）。

①能表示CO2的平衡分压与温度关系的曲线为___(填"p1”或“p2”)，理由是___。

②温度为T1时，该反应的平衡常数K=___；温度升高，K___（填“变小”、“变大”或“不变”）

③实验测得，v正=v(CO2)消耗=k正c(CO2)，v逆=v(CO)消耗=k逆c2 (CO)，k正、k逆为速率常数，受温度影响，则温度为T1时，k正/k逆=___。

Answer 1

【答案】0.075mol/(L·min) 75% p2 该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO2的平衡平衡体积分数减小，平衡分压减小 mol/L 变大 K=mol/L

【解析】

（1）一定温度下，向5L恒容密闭容器中加入1molCO和2molCuO，发生反应Ⅱ，2min时达到平衡，测得容器中CuO的物质的量为0.5mol。

CO(g)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO2(g)

开始时的量（mol） 1 2 0

改变的量（mol） 0.75 1.5 0.75

平衡时的量（mol） 0.25 0.5 0.75

①0-2min内，用CO表示的反应速率v(CO)==0.075mol/(L·min)；

②CO2的平衡体积分数φ==75%；

（2）①该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO2的平衡平衡体积分数减小，平衡分压减小，故能表示CO2的平衡分压与温度关系的曲线为p2；

②温度为T1时，CO2、CO的平衡分压(p)相等，则物质的量相等；设CO2的转化率为x，则1-x=2x，解得x=mol，即CO2、CO的平衡浓度均为mol/L，该反应的平衡常数K==mol/L；

反应C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+172.5kJ·mol-1为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，K变大；

③实验测得，v正=v(CO2)消耗=k正c(CO2)，则k正=；v逆=v(CO)消耗=k逆c2 (CO)，则k逆=；平衡时v正= v逆，则温度为T1时，k正/k逆===K=mol/L。