Question

铜、硫及其化合物在工业上有着重要的应用．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）+2SO₂（g）△H=-768.2KJ?mol^-1
2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0KJ?mol^-1
（1）反应Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）的△H=

 

．
（2）SO₂气体直接排放会污染大气，对环境造成的后果是

 

，工业上常用氨水吸收硫酸厂尾气中的SO₂，反应的化学方程式为

 

．
（3）该工艺炼铜的副产品SO₂常用于制硫酸，其中重要的一步反应为：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0
若在一个2L的容器中充入0.4molSO₂、0.2molO₂和0.4molSO₃发生上述反应．
①当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是

 

（选填字母标号）．
A．c（SO₂）=0.3mol?L^-1、c（O₂）=0.15mol?L^-1
B．c（SO₃）=0.4mol?L^-1
C．c（SO₃）=0.3mol?L^-1
D．c（O₂）=0.2mol?L^-1或c（SO₂）=0.4mol?L^-1
②对于上述可能的情况，达到平衡时的平衡常数为

 

．
③某温度下，若将等体积的SO₂和O₂混合，达平衡时SO₂的转化率为80%，则升高温度时SO₂的转化率将

 

（填“增大“、“减小“或“不变“）．
（4）铜和硫直接化合生成Cu₂S，Cu₂S和CuS都是黑色固体，都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，鉴别CuS和Cu₂S的合理方法是

 

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Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律进行分析；
（2）SO₂+H₂O=H₂SO₃，形成酸雨，会对植物和建筑物造成严重影响；可用氨水吸收；
（3）对于可逆反应反应既可以向正反应进行、也可以向逆反应进行，但是不能完全转化；根据平衡常数公式进行计算；
（4）“高温灼烧的产物相同”，都是CuO，但同质量的两种物质高温灼烧后产物的质量不等．

解答：解：（1）将两个方程式相加得：3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），△H=-642.2kJ?mol^-1，则Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g），△H=-217.4kJ?mol^-1；故答案为：-217.4KJ?mol^-1；
（2）SO₂+H₂O=H₂SO₃，形成酸雨，会对植物和建筑物造成严重影响；氨水显碱性，与酸性氧化物SO₂反应的方程式为：SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃或SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃，故答案为：形成酸雨，会对植物和建筑物造成严重影响；SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O 或SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃；
（3）①对于可逆反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，在一个2L的容器中充入0.4molSO₂、0.2molO₂和0.4molSO₃，反应既可以向正反应进行、也可以向逆反应进行，但是不能完全转化，故排除BD；AC皆有可能，故答案为：AC；
②根据AC的平衡浓素及起始浓度，其平衡常数分别为：K₁=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

0．12

0．32×0.15

L?mol^-1=

20

27

L?mol^-1，K₂=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

0．32

0．12×0.05

L?mol^-1=180L?mol^-1，故答案为：

20

27

L?mol^-1或180L?mol^-1；
③该反应为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，SO₂的转化率将减小，故答案为：减小；
（4）“高温灼烧的产物相同”，都是CuO，但同质量的两种物质高温灼烧后产物的质量不等，故可取等质量的两种固体，高温灼烧后分别称量残留固体的质量，可鉴别之，故答案为：取两种同质量的样品分别高温灼烧，区别残留固体的质量．

点评：本题考查盖斯定律、化学平衡的移动、化学平衡常数的计算以及尾气处理，综合性强，难度较大．分析平衡移动，注意反应不能进行到底．