Question

【題目】輝銅礦（主要成分是Cu2S）含銅量高，是最重要的煉銅礦石。請(qǐng)回答下列問題：

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與Cu2O反應(yīng)生成Cu和SO2的熱化學(xué)方程式為____________，該反應(yīng)中Cu2O作_________（填“氧化劑”或“還原劑”）。

Ⅱ．Cu2O可催化二甲醚合成乙醇。

反應(yīng)①：CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH1

反應(yīng)②：CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+C2H5OH(g) ΔH2

（2）壓強(qiáng)為p kPa時(shí)，同一體系中發(fā)生反應(yīng)①和反應(yīng)②，溫度對(duì)二甲醚（CH3OCH3）和乙酸甲酯（CH3COOCH3）平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖1所示，則ΔH1______0（填“>”或“<”，下同）、ΔH2______0。溫度對(duì)平衡體系中乙酸甲酯的百分含量和乙醇的百分含量的影響如圖2所示。在300~600 K范圍內(nèi)，乙酸甲酯的百分含量逐漸增大，而乙醇的百分含量逐漸減小的原因是____________。

（3）若壓強(qiáng)為p kPa、溫度為800 K時(shí)，向2 L恒容密閉容器中充入1 mol CH3OCH3和1 mol CO發(fā)生反應(yīng)①，2min時(shí)達(dá)到平衡，則前2min內(nèi)CH3COOCH3的平均生成速率為_________，該條件下平衡常數(shù)K=_____________。

Answer 1

【答案】 2Cu2O(s)+Cu2S(s)6Cu(s)+SO2(g) ΔH=+116.0kJ/mol 氧化劑 < < 300～600 K范圍內(nèi)，隨著溫度升高，反應(yīng)①對(duì)應(yīng)的平衡體系向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的程度比反應(yīng)②的小 0.225mol·Ll·min1 180

【解析】（1）Cu2S與Cu2O反應(yīng)生成Cu和SO2的化學(xué)方程式為Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑，由②×3①，可得2Cu2O(s)+Cu2S(s) 6Cu(s)+SO2(g) ΔH=+116.0 kJ/mol。反應(yīng)中Cu2S中Cu化合價(jià)降低，S元素化合價(jià)升高，既是氧化劑又是還原劑，Cu2O中Cu化合價(jià)降低，是氧化劑。

（2）由圖1可知，壓強(qiáng)相同，溫度升高，二甲醚和乙酸甲酯的平衡轉(zhuǎn)化率均減小，則ΔH1和ΔH2都小于0，即ΔH1<0，ΔH2<0。溫度升高，反應(yīng)①和反應(yīng)②均逆向移動(dòng)，但反應(yīng)②受溫度影響更大，逆向移動(dòng)程度更大，導(dǎo)致乙酸甲酯的百分含量增大，乙醇的百分含量逐漸減小。

（3）由圖1可知，壓強(qiáng)為p kPa、溫度為800 K時(shí)，CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率為0.9，根據(jù)已知條件，列出反應(yīng)①的三段式： CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g)

起始濃度/mol·Ll 0.5 0.5 0

轉(zhuǎn)化濃度/mol·Ll 0.45 0.45 0.45

平衡濃度/mol·Ll 0.05 0.05 0.45

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

K===180。