Question

【题目】辉铜矿（主要成分是Cu2S）含铜量高，是最重要的炼铜矿石。请回答下列问题：

Ⅰ．已知：①2Cu2S(s)+3O2(g) 2Cu2O(s)+2SO2(g) ΔH=768.2kJ·mol1

②Cu2S(s)+O2(g)2Cu(s)+SO2(g) ΔH=217.4 kJ·mol1

（1）Cu2S与Cu2O反应生成Cu和SO2的热化学方程式为____________，该反应中Cu2O作_________（填“氧化剂”或“还原剂”）。

Ⅱ．Cu2O可催化二甲醚合成乙醇。

反应①：CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH1

反应②：CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+C2H5OH(g) ΔH2

（2）压强为p kPa时，同一体系中发生反应①和反应②，温度对二甲醚（CH3OCH3）和乙酸甲酯（CH3COOCH3）平衡转化率的影响如图1所示，则ΔH1______0（填“>”或“<”，下同）、ΔH2______0。温度对平衡体系中乙酸甲酯的百分含量和乙醇的百分含量的影响如图2所示。在300~600 K范围内，乙酸甲酯的百分含量逐渐增大，而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是____________。

（3）若压强为p kPa、温度为800 K时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol CH3OCH3和1 mol CO发生反应①，2min时达到平衡，则前2min内CH3COOCH3的平均生成速率为_________，该条件下平衡常数K=_____________。

Answer 1

【答案】 2Cu2O(s)+Cu2S(s)6Cu(s)+SO2(g) ΔH=+116.0kJ/mol 氧化剂 < < 300～600 K范围内，随着温度升高，反应①对应的平衡体系向逆反应方向移动的程度比反应②的小 0.225mol·Ll·min1 180

【解析】（1）Cu2S与Cu2O反应生成Cu和SO2的化学方程式为Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑，由②×3①，可得2Cu2O(s)+Cu2S(s) 6Cu(s)+SO2(g) ΔH=+116.0 kJ/mol。反应中Cu2S中Cu化合价降低，S元素化合价升高，既是氧化剂又是还原剂，Cu2O中Cu化合价降低，是氧化剂。

（2）由图1可知，压强相同，温度升高，二甲醚和乙酸甲酯的平衡转化率均减小，则ΔH1和ΔH2都小于0，即ΔH1<0，ΔH2<0。温度升高，反应①和反应②均逆向移动，但反应②受温度影响更大，逆向移动程度更大，导致乙酸甲酯的百分含量增大，乙醇的百分含量逐渐减小。

（3）由图1可知，压强为p kPa、温度为800 K时，CH3OCH3的平衡转化率为0.9，根据已知条件，列出反应①的三段式： CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g)

起始浓度/mol·Ll 0.5 0.5 0

转化浓度/mol·Ll 0.45 0.45 0.45

平衡浓度/mol·Ll 0.05 0.05 0.45

v(CH3COOCH3)=0.45 mol/L÷2 min=0.225mol·Ll·min1；

K===180。