Question

（2012?淄博一模）硫及其化合物在國(guó)民生產(chǎn)中占有重要的地位．
（1）為實(shí)現(xiàn)廢舊印刷線路板綜合利用，可用H₂O₂和稀H₂SO₄的混合液溶解處理產(chǎn)生的銅粉末，以制備硫酸銅．已知：
①Cu(s)+2H+(aq)+

1

2

O2(g)=Cu2+(aq)+H2O(l)△H=-221.45kJ?mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196.46kJ?mol-1
Cu與H₂O₂和稀H₂SO₄的混合液反應(yīng)生成Cu²⁺和H₂O的熱化學(xué)方程式為

H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），△H=-319.68kJ/mol

；當(dāng)有1molH₂O₂參與反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

2

mol．
（2）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．一定條件下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率和溫度的關(guān)系如圖所示．該反應(yīng)的△H

＜

O（填“＞”或“＜”）．反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，v_正

＞

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．?
（3）某溫度時(shí)，將4molSO₂和2molO₂通入2L密閉容器中，10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得SO₃的濃度為1.6mol?L^-1，則0～10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（SO₂）=

0.16mol?L^-1?min^-1

，該溫度下反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的平衡常數(shù)K=

80

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算；
反應(yīng)中H₂O₂起氧化劑作用，氧元素由-1價(jià)降低為-2價(jià)，據(jù)此計(jì)算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；
（2）由圖可知，溫度越高SO₂的轉(zhuǎn)化率越小，即升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)；
狀態(tài)D時(shí)的SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%，未達(dá)到90%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行；
（3）測(cè)得SO₃的濃度為1.6mol?L^-1，由方程式可知△c（SO₂）=△c（SO₃），再根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（SO₂）；
利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算．

解答：解：（1）已知：①、Cu（s）+2H⁺（aq）+

1

2

O₂（g）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），故△H=-221.45kJ/mol
②、2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g），△H=-196.46kJ/mol
由蓋斯定律，①+②×

1

2

得：H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），故△H=-221.45kJ/mol+（-196.46kJ/mol）×

1

2

=319.68kJ/mol，故熱化學(xué)方程式為：H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），△H=-319.68kJ/mol，
反應(yīng)中H₂O₂起氧化劑作用，氧元素由-1價(jià)降低為-2價(jià)，故轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為1mol×[（-1）-（-2）]=2mol，
故答案為：H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），△H=-319.68kJ/mol；2；
（2）由圖可知，溫度越高SO₂的轉(zhuǎn)化率越小，即升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0；
狀態(tài)D時(shí)的SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%，未達(dá)到90%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，v_正＞v_逆；
故答案為：＜；＞；
（3）測(cè)得SO₃的濃度為1.6mol?L^-1，由方程式可知△c（SO₂）=△c（SO₃）=1.6mol?L^-1，故v（SO₂）=

1.6mol/L

10min

=0.16mol?L^-1?min^-1；
利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，則：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開始（mol/L）：2        1        0
變化（mol/L）：1.6     0.8      1.6
平衡（mol/L）：0.4     0.2      1.6
故平衡常數(shù)k=

1．62

0．42×0.2

=80，
故答案為：0.16mol?L^-1?min^-1；80．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡圖象與影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握，注意（2）圖象中曲線上的各點(diǎn)都是平衡點(diǎn)．