Question

【題目】Cu2O是重要的催化劑和化工原料，工業上制備Cu2O的主要反應如下：

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

請回答：

（1）一定溫度下，向5L恒容密閉容器中加入1molCO和2molCuO，發生反應Ⅱ，2min時達到平衡，測得容器中CuO的物質的量為0.5mol。

①0-2min內，用CO表示的反應速率v(CO)=___。

②CO2的平衡體積分數φ=___。

（2）向5L密閉容器中加入1molC和1molCO2，發生反應Ⅰ。CO2、CO的平衡分壓(p)與溫度(T)的關系如圖所示（平衡分壓=物質的量分數×總壓強）。

①能表示CO2的平衡分壓與溫度關系的曲線為___(填"p1”或“p2”)，理由是___。

②溫度為T1時，該反應的平衡常數K=___；溫度升高，K___（填“變小”、“變大”或“不變”）

③實驗測得，v正=v(CO2)消耗=k正c(CO2)，v逆=v(CO)消耗=k逆c2 (CO)，k正、k逆為速率常數，受溫度影響，則溫度為T1時，k正/k逆=___。

Answer 1

【答案】0.075mol/(L·min) 75% p2 該反應為吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，CO2的平衡平衡體積分數減小，平衡分壓減小 mol/L 變大 K=mol/L

【解析】

（1）一定溫度下，向5L恒容密閉容器中加入1molCO和2molCuO，發生反應Ⅱ，2min時達到平衡，測得容器中CuO的物質的量為0.5mol。

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

開始時的量（mol） 1 2 0

改變的量（mol） 0.75 1.5 0.75

平衡時的量（mol） 0.25 0.5 0.75

①0-2min內，用CO表示的反應速率v(CO)==0.075mol/(L·min)；

②CO2的平衡體積分數φ==75%；

（2）①該反應為吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，CO2的平衡平衡體積分數減小，平衡分壓減小，故能表示CO2的平衡分壓與溫度關系的曲線為p2；

②溫度為T1時，CO2、CO的平衡分壓(p)相等，則物質的量相等；設CO2的轉化率為x，則1-x=2x，解得x=mol，即CO2、CO的平衡濃度均為mol/L，該反應的平衡常數K==mol/L；

反應C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+172.5kJ·mol-1為吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，K變大；

③實驗測得，v正=v(CO2)消耗=k正c(CO2)，則k正=；v逆=v(CO)消耗=k逆c2 (CO)，則k逆=；平衡時v正= v逆，則溫度為T1時，k正/k逆===K=mol/L。