运用
化学反应原理研究元素及其化合物的反应对生产、
生活有重要意义.请回答下列问题:(1)工业上以辉铜矿(主要成分 Cu2S)为原料,采取火法熔炼工艺生产铜.该过程中有如下反应:2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)十2SO2(g)△H=-768.2KJ?mol-12Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H=+116.0KJ?mol-1则反应Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g)的△H=______.(2)硫酸生产中涉及反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g). ①一定条件下,的平衡转化率和温度的关系如右图所示.该反应的△H______O(填“>”或“<”).反应进行到状态D时,v正______v逆(填“>”、“<”或“=”).?②某温度时,将4molSO2和2molO2通入2L密闭容器中,10min时反应达到平衡状态,测得SO3的浓度为1.6mol?L-1,则0~10min内的平均反应速率v(SO2)=______,该温度下反应的平衡常数K=______.③下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填标号,下同)______A.容器内压强不再发生变化 B.SO2的体积分数不再发生变化?C.容器内气体质量不再发生变化 D.容器内气体密度不再发生变化?④以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率的是______?A.向容器中通入少量O2 B.向容器中通入少量SO2?C.使用催化剂 D.升高温度?E.恒容通入少量氦气?⑤气体SO2是大气污染物,可选用下列试剂中的______吸收.a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨.
(1)已知:①2Cu
2S(s)+3O
2(g)=2Cu
2O(s)十2SO
2(g)△H=-768.2KJ?mol
-1②、2Cu
2O(s)+Cu
2S(s)=6Cu(s)+SO
2(g)△H=+116.0KJ?mol
-1根据盖斯定律,①+②的3Cu
2S(s)+3O
2(g)=6Cu(s)+3SO
2(g),故△H=
×(-768.2KJ?mol
-1+116.0KJ?mol
-1)=-217.4kJ?mol
-1;
故答案为:-217.4kJ?mol
-1;
(2)①由图可知,温度越高SO
2的转化率越小,即升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0;
状态D时的SO
2的转化率为80%,未达到90%,反应向正反应进行,v
正>v
逆;
故答悉察案为:<;>;
②10min时反应达到平衡状态,SO
3的浓度为1.6mol?L
-1,故v(SO
3)=
=0.16nol/(L?min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(SO
2)=v(SO
3)=0.16nol/(L?min);
2SO
2(g)+O
2(g)?2SO
3(g).
开始(mol/L):2 1 0
变化(mol/L):1.6 0.8 1.6
平衡(mol/L):0.4 0.2 1.6
所以该温度下平衡常数k=
=
L?mol
-1=80L?mol
-1;
故答案为:0.16nol/(L?min);80L?mol
-1;
③A.随反应进行气体的物质的量减少,压强降低,容器内压强不再发生变化,说明到达平衡,故A正确;
B.达到平衡状态时,各物质的百分含量不变,SO
2的体积分数不再发生变化,?说明到达平衡,故B正确;
C.反应混合物都是气体,质量始终不变,容器内气体质量不再发生变化,不能说明到达平衡,故C错误;
D.反应混合物都是气体,质量不变,容器的容积不变,混合气体的密度始终不变,容器内气体密度不再发生变化,不能说明到达平衡,故D错误;
故选AB;?
④A.向游虚容器中通入少量O
2,即增大氧气的浓度,能使平衡正向移动并能提高SO
2转化率,故A正确;
B.向容器中通入少量SO
2,即增大二氧化硫的浓度,能使平衡正向移动但是能降低了SO
2转化率,神陆燃故B错误;
C.使用催化剂,不会影响化学平衡的移动,也不会改变二氧化硫的转化率,故C错误;
D.升高温度,化学平衡向逆反应移动,SO
2转化率降低,故D错误;
E.向容器中通入少量氦气,当恒容时,各组分的浓度不变,则平衡不移动,故E错误;
故选A;
⑤a.浓H
2SO
4不能吸收SO
2,故a错误;
b.稀HNO
3具有强氧化性,稀HNO
3吸收SO
2,有NO生成,NO有毒,污染空气,故b错误;
c.NaOH溶液吸收SO
2生成亚硫酸钠,故c正确;
d.氨水吸收SO
2生成亚硫酸铵,故d正确;
故选cd;