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

Ⅱ．Cu2O可催化二甲醚合成乙醇。

反應①：CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH1

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

（2）壓強為p kPa時，同一體系中發生反應①和反應②，溫度對二甲醚（CH3OCH3）和乙酸甲酯（CH3COOCH3）平衡轉化率的影響如圖1所示，則ΔH1______0（填“>”或“<”，下同）、ΔH2______0。溫度對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，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）若壓強為p kPa、溫度為800 K時，向2 L恒容密閉容器中充入1 mol CH3OCH3和1 mol CO發生反應①，2min時達到平衡，則前2min內CH3COOCH3的平均生成速率為_________，該條件下平衡常數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，隨著溫度升高，反應①對應的平衡體系向逆反應方向移動的程度比反應②的小 0.225mol·Ll·min1 180

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

（2）由圖1可知，壓強相同，溫度升高，二甲醚和乙酸甲酯的平衡轉化率均減小，則ΔH1和ΔH2都小于0，即ΔH1<0，ΔH2<0。溫度升高，反應①和反應②均逆向移動，但反應②受溫度影響更大，逆向移動程度更大，導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，壓強為p kPa、溫度為800 K時，CH3OCH3的平衡轉化率為0.9，根據已知條件，列出反應①的三段式： CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g)

起始濃度/mol·Ll 0.5 0.5 0

轉化濃度/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。