Question

Ⅰ工业上铜的冶炼常采取火法熔炼工艺．以辉铜矿（主要成分 Cu₂S）为原料，该过程中有如下反应：
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
反应Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）的△H=

-217.4KJ/mol

．
在上述工业生产过程中产生的SO₂气体直接排放会污染大气．工业上常用氨水吸收SO₂，反应的化学方程式为

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

．
Ⅱ大气污染的另一个重要问题是臭氧层的破坏．为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl₄，以减少其对臭氧层的破坏．化学家研究在催化条件下，通过下列反应，使CCl₄转化为重要的化工原料氯仿（CHCl₃）．CCl₄（g）+H₂（g） 

催化剂

△

 CHCl₃（g）+HCl（g）．此反应伴随有副反应，会生成CH₂Cl₂、CH₃Cl和CH₄等．已知CCl₄的沸点为 77℃，CHCl₃的沸点为 61.2℃．
如果不考虑反应过程中的副反应，在一个密闭容器中发生上述反应，该反应达到平衡后，测得下表中的数据．

实验序号	温度℃	初始CCl4浓度（mol?L-1）	初始H2浓度（mol?L-1）	CCl4的转化率
1	110	0.8	1.2	a
2	110	1	1	50%
3	120	1	2	x
4	120	1	4

请回答下列问题：
（1）实验1中，CCl₄的转化率a

大于

50%（填“大于”“小于”“等于”）；
（2）在实验2的平衡体系中，再加入0.5mol?L^-1CCl₄和1mol?L^-1HCl，平衡将向

逆

反应方向移动（填“正”、“逆”或“不移动”）．
（3）120℃，在相同条件的密闭容器中，分别进行实验3、4，测得CCl₄的转化率（x）和生成物中CHCl₃的体积分数（y）随时间（t）的变化关系如图（图中实线是CCl₄转化率变化曲线，虚线是产物中CHCl₃的体积分数变化曲线）．

图中的四条线中，表示H₂起始浓度为2mol?L^-1实验中CCl₄的转化率（x）变化曲线是

③

（选填序号）．根据上图曲线，氢气的起始浓度为

4mol/L

有利于提高CCl₄的平衡转化率．

Answer 1

分析：Ⅰ、根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行适当的加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减；
Ⅱ、（1）实验1和实验2的反应温度相同，所以其平衡常数相同，利用平衡常数相等，可以求出实验1中CCl₄的平衡转化率，然后与50%比较；
（2）根据速率概念和不同温度下的平衡常数来判断；
（3）依据图象曲线变化趋势分析判断，氢气浓度越大反应越快，消耗CCl₄的百分率变化就越快，相反就比较慢，据此判断；由图象可知，氢气的浓度为4mol/L，CCl₄的平衡转化率和产物中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
依据盖斯定律（①+②）×

1

3

得到  Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4KJ/mol；
工业上常用氨水吸收SO₂，二氧化硫是酸性氧化物和一水合氨反应生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵，反应的化学方程式为：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O或 SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃；
故答案为：-217.4KJ/mol；SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O或 SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃ ；
Ⅱ、（1）实验1中，设平衡时四氯化碳的浓度变化量为amol/L，则：
               CCl₄（g）+H₂（g）?CHCl₃（g）+HCl（g），
起始（mol/L ） 0.8       1.2       0         0
反应（mol/L ）  a         a        a        a
平衡（mol/L） 0.8-a     1.2-a      a         a
则

a×a

(0.8-a)(1.2-a)

=1，解得a=0.48，则CCl₄的转化率为

0.48mol/L

0.8mol/L

×100%=60%＞50%；
故答案为：大于；
（2）在此实验的平衡体系中，再加入0.5mol CCl₄和1.0mol HCl，则会导致

c(CHCl3)c(HCl)

c(H2c(CCl4))

增大，大于1，则平衡逆向进行，
故答案为：逆反应；
（3）由图象可知，氢气浓度越大反应越快，消耗CCl₄的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H₂起始浓度为2mol/L时，消耗CCl₄的百分率变化曲线是③；
由图象可知，①②表示氢气的浓度为4mol/L的曲线，CCl₄的平衡转化率和产物中CHCl₃的百分含量均得到提高，
故答案为：③，4mol/L；

点评：本题考查化学平衡计算、化学反应速率计算、化学平衡常数计算与应用、影响化学平衡的因素，难度中等，注意掌握三段式计算与平衡常数的应用．