题目内容

【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:2Cu2O(s)4Cu(s)+O2(g) H1=+338kJ·mol-1

2CuO(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T5L恒容密闭容器中加人80g CuO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=_____________________

5min时缩小容器容积重新达到平衡时O2的浓度_________(增大”“减小不变”)。

③其他条件不变,起始向该容器中充入0.5molCuO,重复实验达到平衡的时间_____2.5min(大于”“小于等于”);达到平衡时Cu2O的物质的量______0.2mol(大于”“小于等于”)。

(3)研究表明,在CuO中加入适量碳粉,下列说法中有利于制得纳米级Cu2O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),一定条件下,将1molCuO0.5molCO加人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_______________

【答案】4CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g) H=+290kJ/mol 0.04 不变 大于 大于 AB 增大容器容积(或减小压强) 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) 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/L5L②由于平衡常数只与温度有关根据K=c(O2)缩小容器容积平衡常数不变重新达到平衡时O2的浓度不变其他条件不变起始向该容器中充人0.5molCuO,相当于减小压强速率减慢,时间大于2.5min,该反应为气体分子总数增大的反应减小压强平衡正向移动,Cu2O的物质的量大于0.2mol。

(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。COCu2O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-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-565kJ·mol-1 CuO(s)+CO(g)Cu(s)+CO2(g) H=-126 kJ·mol-1该反应放热t3时升高温度平衡逆向移动平衡时CO的转化率减小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),

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