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：

①C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1

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

(1)C与CuO反应生成Cu2O和CO的热化学方程式为_______。

(2)一定温度下，向5L恒容密闭容器中加入1molCO和2 molCuO，发生反应②，5 min时达到平衡，测得容器中CuO的物质的量为0.8mol。

①0～5 min内，用CO2表示的反应速率v(CO2)＝____。

②CO的平衡转化率α＝_______。

(3)向5L密闭容器中加入1molC和1molCO2，发生反应①，CO2、CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示：

①能表示CO2的平衡体积分数与温度关系的曲线为____(填“L1”或“L2”)，理由为_______。

②温度为T1时，该反应的平衡常数K＝_____。

Answer 1

【答案】C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝＋34.5 kJ·mol－1 0.024 mol·L－1·min－1 60% L2 该反应为吸热反应，温度升高，平衡正移，CO2的平衡体积分数减小

【解析】

（1）①C(g)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+172.5kJ/mol

②CO(g)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO2(g) ΔH=-138.0KJ/mol

结合盖斯定律计算，①+②得到C与CuO反应生成Cu2O和CO的热化学方程式；

（2）①.依据反应三段式计算列式计算消耗量，反应速率v=；

②.转化率=×100%；

（3）①.向5L密闭容器中加入1molC和1molCO2，发生反应①为C(g)+CO2(g)2CO(g) ΔH =+172.5kJ/mol，反应为吸热反应，二氧化碳平衡体积分数(φ)随温度升高减小；

②.温度为T1时，结合化学三段式计算列式计算平衡浓度，该反应的平衡常数K= 。

（1）结合盖斯定律计算，①+②得到C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝＋34.5 kJ·mol－1，

故答案为：C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝＋34.5 kJ·mol－1；

（2）①.一定温度下，向5L恒容密闭容器中加入1molCO和2molCuO，发生反应②，5min时达到平衡，测得容器中CuO的物质的量为0.8mol，

05min内，用CO2表示的反应速率v(CO2)==0.024molL1min1，

故答案为：0.024molL1min1；

②.CO的平衡转化率α=×100%=60%，

故答案为：60%；

（3）①.向5L密闭容器中加入1molC和1molCO2，发生反应①为C(g)+CO2(g)2CO(g) ΔH =+172.5kJ/mol，反应为吸热反应，温度升高，平衡正移，二氧化碳平衡体积分数(φ)随温度升高减小，所以能表示CO2的平衡体积分数与温度关系的曲线为L2，

故答案为：L2；该反应为吸热反应，温度升高，平衡正移，CO2的平衡体积分数减小；

②.温度为T1时，CO体积分数为60%，设碳消耗物质的量浓度x，

=60%，x=，

K==，

故答案为：。