Question

【題目】金屬硫化物和硫酸鹽在工農業生產中有廣泛應用。

（1）二硫化鉬（MoS2)是重要的固體潤滑劑。

向體積為2L的恒容密閉容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3，并充入0.4molH2，

發生反應:MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s) +2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H =akJ mol-1，測得在不同溫度下達到平衡時各氣體的物質的量分數如圖所示。

①a________0（填“<”“>”“=”,下同）。

②容器內的總壓：P點________Q點。

③P點對應溫度下，H2的平衡轉化率為________，平衡常數K=________。

（2）輝銅礦（主要成分是Cu2S)在冶煉過程中會產生大量的SO2。已知冶煉過程中部分反應為：

①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol

②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol，則Cu2S與O2反應生成Cu與SO2的熱化學方程式為___________________________。

（3）回收處理SO2的方法之一是用氨水將其轉化為NH4HSO3。已知常溫下 Kb(NH3H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7，若吸收過程中氨水與SO2恰好完全反應，則所得溶液在常溫下的pH________7(填“>”“ <”或“=”，下同），溶液中c(SO32-)________c(H2SO3)。

（4）在500℃下硫酸銨分解會得到4種產物，其含氮物質的物質的量隨時間的變化如上圖所示。則該條件下硫酸銨分解的化學方程式為_________________________。

Answer 1

【答案】 > < 50% 0.0025 Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) ΔH= -217.4kJ/mol < > 3(NH4)2SO4N2↑+4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑

【解析】(1)①根據圖象，P點與Q點，對于氫氣，Q點相當于升高溫度，氫氣的體積分數減小，故正反應為吸熱反應，則a＞0，故答案為：＞；

②Q點比P點生成物的比例大，正反應速率大于P點，故產生的氣體多，壓強大，故容器內的總壓：P點＜Q點，故答案為：＜；

③根據三步法計算，設MoS2變化的物質的量為x，

MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)，

起始（mol）0.1 0.2 0.4 0 0 0 0

反應 x 2x 4x x 2x 4x 2x

平衡 0.1-x 0.2-2x 0.4-4x x 2x 4x 2x

P點時氫氣的物質的量分數為40%，故×100%=40%，x=0.05；H2的平衡轉化率=×100%=0.05×100%=50%； P點的平衡常數K===2.5×10-3，故答案為：50%；0.0025；

(2)①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol ，②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol，根據蓋斯定律，將①+②得，3Cu2S(s)+3O2(g)=6Cu(s)+3SO2(g) ΔH=(-768.2kJ/mol)+(+116kJ/mol)=-652.2 kJ/mol，即Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) ΔH= -217.4kJ/mol，故答案為：Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) ΔH= -217.4kJ/mol；

(3)根據常溫下 Kb(NH3H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7，可知銨根離子的水解平衡常數==×l0-9，亞硫酸氫根離子的電離程度大于銨根離子的水解程度，NH4HSO3溶液顯酸性，pH＜7，以亞硫酸氫根離子的電離為主，溶液中c(SO32-)＞c(H2SO3) ，答案為：< ；>；

(4)在500℃下硫酸銨分解過程中得到4種產物，其含氮物質隨時間變化關系如圖甲所示，硫酸銨分解生成氮氣、氨氣、二氧化硫和水，結合電子守恒和原子守恒配平書寫得到化學方程式為：3(NH4)2SO4N2↑+4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑，故答案為：3(NH4)2SO4N2↑+4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑；。