Question

現(xiàn)有氧化銅和炭粉的混合物共Amol，將它在隔絕空氣的條件下加熱．反應(yīng)完全后，冷卻，得到殘留固體．
（1）寫出可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式．
（2）若氧化銅在混合物中所占的比值為x（0＜x＜1），問：x為何值時(shí)，殘留固體為何種物質(zhì)？寫出殘留固體的物質(zhì)的量（用A、x表示）與x值之間的關(guān)系．
將結(jié)果填入下表：

X值	殘留固體
	化學(xué)式	物質(zhì)的量

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）氧化銅和炭粉反應(yīng)，如果氧化銅過量生成二氧化碳，如果碳過量生成一氧化碳；
（2）將氧化銅作為變量，由少量到過量，分析解答．

解答： 解：（1）如果碳過量生成一氧化碳，方程式為CuO+C

△   .

Cu+CO↑，故答案為：2CuO+C

△   .

2Cu+CO₂↑，氧化銅和炭粉反應(yīng)，如果氧化銅過量生成二氧化碳，方程式為：CuO+C

△   .

Cu+CO↑；2CuO+C

△   .

2Cu+CO₂↑；    　 
（2）可以求出x的兩個(gè)“臨界值”：
發(fā)生第一個(gè)反應(yīng)時(shí)n（CuO）：n（C）=1：1（n代表物質(zhì)的量，下同），即Ax：A（1-x）=1：1，x=

1

2

；發(fā)生第二個(gè)反應(yīng)時(shí)n_CuO：n_C=2：1，即Ax：A（1-x）=2：1，x=

2

3

．x最多可分為五種情況討論：

即分①當(dāng)x＜

1

2

時(shí)，發(fā)生CuO+C

△   .

Cu+CO↑，剩余固體為Cu、C，物質(zhì)的量分別為C為 A（1-2x）mol，Cu Axmol；
②當(dāng)x=

1

2

時(shí)，發(fā)生CuO+C

△   .

Cu+CO↑，剩余固體為Cu，生成Cu物質(zhì)的量 Axmol；
③當(dāng)

1

2

＜x＜

2

3

時(shí)，發(fā)生CuO+CO=Cu+CO₂，剩余固體為Cu，生成Cu物質(zhì)的量 Axmol；
④當(dāng)x=

2

3

時(shí)，發(fā)生CuO+CO=Cu+CO₂，剩余固體為Cu，生成Cu物質(zhì)的量 Axmol；
顯然，②、③、④三種情況可合并成一種情況（1/2≤x≤2/3），生成Cu都是Axmol；
⑤當(dāng)

2

3

＜x＜1時(shí)，氧化銅過量，剩余固體為Cu、CuO，
由  C～2Cu
  1mol              2mol
 A（1-x）mol         2A（1-x）mol
生成2A（1-x）molCu、剩余為 Ax-2A（1-x）=A（3x-2）mol，即molCuOA（3x-2），故答案為：

X值	殘留固體
	化學(xué)式	物質(zhì)的量
0＜x＜ 1 2	C、Cu	A（1-2x）、Ax
1 2 ≤x≤ 2 3	Cu	Ax
2 3 ＜x＜1	Cu、CuO	2A（1-x）、A（3x-2）

．

點(diǎn)評：本題考查多步反應(yīng)計(jì)算的問題，可以將一個(gè)量作為變量，因量變而引起反應(yīng)機(jī)理的變化，然后根據(jù)反應(yīng)不同階段的不同機(jī)理，綜合分析解題，難度較大．