2018衡水金卷 调研卷 理综(一)28题(化学)

原题节选:(1)CuO分解生成2 mol Cu2O的热化学方程式:

(2)温度为T时,向5L恒容密闭容器中加入80gCuO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=0.04

②5min时缩小容器容积,重新达到平衡时O2的浓度: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;达到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol

解析:由方程可知,①中K=c(O2)=0.04;②中因为温度不变,K不变,O2的浓度也不变;③加入CuO的物质的量为原来的一半,如果反应按原来的反应速率和转化率,则达到平衡的时间应该是原来的一半,即2.5min。但由于加入的CuO的物质的量为原来的一半,反应的O2的浓度比原来小,速率慢,则达到平衡的时间:> 2.5min;因为压强比原来小,则反应向着气体体积大的方向移动,即正向移动,达到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol。

同事的质疑:若用K不变去考虑,③平衡时c(O2)也需等于0.04kJ•mol-1,根据体积为5L,则③平衡生成O2的物质的量为0.2mol。那么按照(1)中反应方程式中的计量系数,生成0.2molO2需消耗0.8molCuO。但③加入CuO的总量才0.5mol,这显然是矛盾的。

自己也审视了同事的思路,感觉好似也是严谨的。但自己愣了好久后才发现,其实是忽略了反应的温度。80g(即1mol)CuO制备Cu2O达到平衡时的温度,与0.5molCuO制备Cu2O达到平衡时的温度显然是不等的。既然两平衡时的温度都不等了,那么就不能拿①的K来算③的浓度。

但同事又考虑到,如果两次平衡的温度不等,那么单用压强变化来判断达③中到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol也不严谨,且题目没有说容器绝热。

我回头再看了看题,到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol,是因为压强使平衡右移的原因。即使考虑两次平衡的温度平衡也是右移的。因为CuO制备Cu2O是吸热反应,反应的量越大,吸收热量越多,使温度越低。则③反应的量小,温度应该比原来高,结果该反应是吸热,平衡也会向右移。即也会得到达到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol。

但如果考虑反应热对体系温度的影响,那么②中压缩体积平衡逆向移动,温度肯定升高,则K就变小的,则O2的浓度也就减小了。

如上述理解有不严谨或方向错误问题,请指正。

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2 条评论

  • 笛声 2018 年 5 月 7 日 回复

    http://wx4.sinaimg.cn/mw1024/005WLO0dgy1fr1a8wkha4g307o0bnkjq.gif
    现在的化学课都这么高级了吗?

    • 阿柯 2018 年 5 月 9 日 回复

      现在的新平台,都是触平的,借助软件就可以实现这种功能。只是这种软件操作板面现在还不是很人性化,对老师的信息操作要求也很高。很多学校又装回XP的操作系统。

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