Question

Ⅰ工業(yè)上銅的冶煉常采取火法熔煉工藝．以輝銅礦（主要成分 Cu₂S）為原料，該過程中有如下反應：
2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）十2SO₂（g）△H=-768.2KJ?mol^-1
2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0KJ?mol^-1
反應Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）的△H=

-217.4KJ/mol

．
在上述工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO₂氣體直接排放會污染大氣．工業(yè)上常用氨水吸收SO₂，反應的化學方程式為

SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O或 SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃

．
Ⅱ大氣污染的另一個重要問題是臭氧層的破壞．為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl₄，以減少其對臭氧層的破壞．化學家研究在催化條件下，通過下列反應，使CCl₄轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿（CHCl₃）．CCl₄（g）+H₂（g） 

催化劑

△

 CHCl₃（g）+HCl（g）．此反應伴隨有副反應，會生成CH₂Cl₂、CH₃Cl和CH₄等．已知CCl₄的沸點為 77℃，CHCl₃的沸點為 61.2℃．
如果不考慮反應過程中的副反應，在一個密閉容器中發(fā)生上述反應，該反應達到平衡后，測得下表中的數(shù)據(jù)．

實驗序號	溫度℃	初始CCl4濃度（mol?L-1）	初始H2濃度（mol?L-1）	CCl4的轉(zhuǎn)化率
1	110	0.8	1.2	a
2	110	1	1	50%
3	120	1	2	x
4	120	1	4

請回答下列問題：
（1）實驗1中，CCl₄的轉(zhuǎn)化率a

大于

50%（填“大于”“小于”“等于”）；
（2）在實驗2的平衡體系中，再加入0.5mol?L^-1CCl₄和1mol?L^-1HCl，平衡將向

逆

反應方向移動（填“正”、“逆”或“不移動”）．
（3）120℃，在相同條件的密閉容器中，分別進行實驗3、4，測得CCl₄的轉(zhuǎn)化率（x）和生成物中CHCl₃的體積分數(shù)（y）隨時間（t）的變化關(guān)系如圖（圖中實線是CCl₄轉(zhuǎn)化率變化曲線，虛線是產(chǎn)物中CHCl₃的體積分數(shù)變化曲線）．

圖中的四條線中，表示H₂起始濃度為2mol?L^-1實驗中CCl₄的轉(zhuǎn)化率（x）變化曲線是

③

（選填序號）．根據(jù)上圖曲線，氫氣的起始濃度為

4mol/L

有利于提高CCl₄的平衡轉(zhuǎn)化率．

Answer 1

分析：Ⅰ、根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行適當?shù)募訙p，反應熱也乘以相應的系數(shù)進行相應的加減；
Ⅱ、（1）實驗1和實驗2的反應溫度相同，所以其平衡常數(shù)相同，利用平衡常數(shù)相等，可以求出實驗1中CCl₄的平衡轉(zhuǎn)化率，然后與50%比較；
（2）根據(jù)速率概念和不同溫度下的平衡常數(shù)來判斷；
（3）依據(jù)圖象曲線變化趨勢分析判斷，氫氣濃度越大反應越快，消耗CCl₄的百分率變化就越快，相反就比較慢，據(jù)此判斷；由圖象可知，氫氣的濃度為4mol/L，CCl₄的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl₃的百分含量均得到提高；

解答：解：Ⅰ、①2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）十2SO₂（g）△H=-768.2KJ?mol^-1
②2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0KJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律（①+②）×

1

3

得到  Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4KJ/mol；
工業(yè)上常用氨水吸收SO₂，二氧化硫是酸性氧化物和一水合氨反應生成亞硫酸銨或亞硫酸氫銨，反應的化學方程式為：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O或 SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃；
故答案為：-217.4KJ/mol；SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O或 SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃ ；
Ⅱ、（1）實驗1中，設平衡時四氯化碳的濃度變化量為amol/L，則：
               CCl₄（g）+H₂（g）?CHCl₃（g）+HCl（g），
起始（mol/L ） 0.8       1.2       0         0
反應（mol/L ）  a         a        a        a
平衡（mol/L） 0.8-a     1.2-a      a         a
則

a×a

(0.8-a)(1.2-a)

=1，解得a=0.48，則CCl₄的轉(zhuǎn)化率為

0.48mol/L

0.8mol/L

×100%=60%＞50%；
故答案為：大于；
（2）在此實驗的平衡體系中，再加入0.5mol CCl₄和1.0mol HCl，則會導致

c(CHCl3)c(HCl)

c(H2c(CCl4))

增大，大于1，則平衡逆向進行，
故答案為：逆反應；
（3）由圖象可知，氫氣濃度越大反應越快，消耗CCl₄的百分率變化就越快，相反就比較慢，所以H₂起始濃度為2mol/L時，消耗CCl₄的百分率變化曲線是③；
由圖象可知，①②表示氫氣的濃度為4mol/L的曲線，CCl₄的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl₃的百分含量均得到提高，
故答案為：③，4mol/L；

點評：本題考查化學平衡計算、化學反應速率計算、化學平衡常數(shù)計算與應用、影響化學平衡的因素，難度中等，注意掌握三段式計算與平衡常數(shù)的應用．