Question

（2012?淄博一模）硫及其化合物在國民生產中占有重要的地位．
（1）為實現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的混合液反應生成Cu²⁺和H₂O的熱化學方程式為

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

；當有1molH₂O₂參與反應時，轉移電子的物質的量為

2

mol．
（2）硫酸工業生產中涉及如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．一定條件下，SO₂的平衡轉化率和溫度的關系如圖所示．該反應的△H

＜

O（填“＞”或“＜”）．反應進行到狀態D時，v_正

＞

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．?
（3）某溫度時，將4molSO₂和2molO₂通入2L密閉容器中，10min時反應達到平衡狀態，測得SO₃的濃度為1.6mol?L^-1，則0～10min內的平均反應速率v（SO₂）=

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

，該溫度下反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的平衡常數K=

80

．

Answer 1

分析：（1）根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減構造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數進行相應的計算；
反應中H₂O₂起氧化劑作用，氧元素由-1價降低為-2價，據此計算轉移電子物質的量；
（2）由圖可知，溫度越高SO₂的轉化率越小，即升高溫度平衡向逆反應移動；
狀態D時的SO₂的轉化率為80%，未達到90%，反應向正反應進行；
（3）測得SO₃的濃度為1.6mol?L^-1，由方程式可知△c（SO₂）=△c（SO₃），再根據v=

△c

△t

計算v（SO₂）；
利用三段式計算平衡時各組分的濃度，代入平衡常數表達式計算．

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，故熱化學方程式為：H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），△H=-319.68kJ/mol，
反應中H₂O₂起氧化劑作用，氧元素由-1價降低為-2價，故轉移電子物質的量為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的轉化率越小，即升高溫度平衡向逆反應移動，故正反應是放熱反應，即△H＜0；
狀態D時的SO₂的轉化率為80%，未達到90%，反應向正反應進行，v_正＞v_逆；
故答案為：＜；＞；
（3）測得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；
利用三段式計算平衡時各組分的濃度，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k=

1．62

0．42×0.2

=80，
故答案為：0.16mol?L^-1?min^-1；80．

點評：本題考查熱化學方程式的書寫、化學平衡圖象與影響因素、化學反應速率及化學平衡常數的計算等，難度中等，注意基礎知識的全面掌握，注意（2）圖象中曲線上的各點都是平衡點．