Question

13．I 铜是人类最早使用的金属，它与人类生产生活关系密切，请运用所学知识解释下列与铜有关的化学现象．

（1）如图甲，在硫酸型酸雨地区，不纯的铜制品发生电化学腐蚀，Cu发生氧化反应（填写“氧化”或“还原”），写出正极的电极反应式O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（2）如图乙，将螺旋状的铜丝在酒精灯上灼烧，铜丝变黑色，然后将红热的铜丝插入NH₄Cl固体中，过一会取出，发现插入部分的黑色变为光亮的红色，查阅资料可知，该过程有N₂生成，写出由黑色变为光亮红色过程的反应方程式2NH₄Cl+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+2HCl+3H₂O；
II 在一个密闭容器中发生反应：mA（g）+nB（g）?pC（g）
（1）该反应未加催化剂的v-t图象如图丙，若其他条件不变，仅在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图象如图丁所示．以下说法正确的是②③⑤ （填序号）
①a₁＞a₂      
②b₁＜b₂        
③t₁＞t₂    
④右图中阴影部分面积更大
⑤两图中阴影部分面积相等
（2）在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到物质A的物质的量浓度如下表

压强p/Pa	2×105	5×105	1×106
c（A）/mol•L-1	0.08	0.20	0.44

①当压强为2×10⁵ Pa时，此反应的平衡常数表达式：$\frac{{c}^{p}（C）}{{c}^{m}（A）{c}^{n}（B）}$．
②当压强从2×10⁵加压到5×10⁵时，平衡的移动方向是C．
A．朝正反应方向移动   B．朝逆反应方向移动     C．不移动     D．不能确定
③其他条件相同时，在上述三个压强下分别发生该反应．2×10⁵ Pa时，A的转化率随时间变化如图2，请在图中补充画出压强分别为5×10⁵ Pa 和1×10⁶ Pa时，A的转化率随时间的变化曲线（请在图线上标出压强）．

Answer 1

分析 I（1）活泼的铜是负极发生氧化反应，发生吸氧化腐蚀，正极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（2）氯化铵受热分解，生成的氨气还原氧化铜，生成铜和氮气，所以反应方程式为：2NH₄Cl+3 CuO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+2HCl+3H₂O；
II（1）由图象可知，加入催化剂，反应速率增大，但催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动，以此解答该题；
（2）①当压强为2×10⁵ Pa时，此反应的平衡常数表达式为平衡时生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积；
②根据压强变化与浓度变化关系分析；
③2×10⁵与5×10⁵ Pa时A的转化率不变，反应时间缩短，1×10⁶ Pa时，A的转化率减小，反应速率增大时间缩短．

解答 解：I（1）活泼的铜是负极发生氧化反应，发生吸氧化腐蚀，正极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案为：氧化，O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（2）氯化铵受热分解，生成的氨气还原氧化铜，生成铜和氮气，所以反应方程式为：2NH₄Cl+3 CuO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+2HCl+3H₂O，故答案为：2NH₄Cl+3 CuO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+2HCl+3H₂O；
II（1）加入催化剂的结果一是正、逆反应速率都增大，二是缩短了达到平衡的时间．由此可得：a₁＜a₂、b₁＜b₂、t₁＞t₂，但不使平衡移动推知，阴影面积为反应物浓度的变化，由于催化剂不影响平衡移动，则两图中阴影部分面积相等．
故答案为：②③⑤；
（2）①当压强为2×10⁵ Pa时，此反应的平衡常数表达式为平衡时生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，所以K=$\frac{{c}^{p}（C）}{{c}^{m}（A）{c}^{n}（B）}$，故答案为：$\frac{{c}^{p}（C）}{{c}^{m}（A）{c}^{n}（B）}$；
 ②由表格数据可知当压强从2×10⁵Pa增大为5×10⁵Pa时，压强增大2.5倍，体积变为$\frac{1}{2.5}$倍，浓度由0.08增大为0.20mol•L^-1，也增大2.5倍，所以增大压强平衡不移动，故选：C；
③2×10⁵与5×10⁵ Pa时A的转化率不变，反应时间缩短，1×10⁶ Pa时，平衡逆移，A的转化率减小，反应速率增大，时间缩短，依此作图为：，
故答案为：．

点评 本题考查了平衡常数、平衡移动、平衡图象等，综合性较强，难度中等，注意对图象和表格数据的分析是解题的关键，考查了学生分析图象提取图象信息的能力．