Question

14．金屬硫化物和硫酸鹽在工農業(yè)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(fā)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(shù)如圖1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50%，平衡常數(shù)K=0.0025．
（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）═Cu（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Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4kJ/mol．
（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 K_b（NH₃•H₂O）=1.5×l0^-5 K_a1（H₂SO₃）=1.6×l0^-2 K_a2（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（SO₃^2-）＞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圖2所示．則該條件下硫酸銨分解的化學方程式為3（NH₄）₂SO₄?N₂↑+4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑．

Answer 1

分析 （1）①圖1中曲線隨溫度升高，氫氣含量減小，說明升溫平衡正向進行，正反應為吸熱反應；
②Q點溫度高于P點，溫度越高平衡正向進行，氣體物質的量增大，氣體壓強隨氣體物質的量增大而增大；
③P點對應溫度下，氫氣和水蒸氣的物質的量含量相同為40%，結合化學反應三行計算列式計算得到轉化率和平衡常數(shù)；
（2）①2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
②2Cu₂O+Cu₂S（s）═Cu（s）+SO₂（g）△H=+116kJ/mol，
結合蓋斯定律計算（①+②）×$\frac{1}{3}$，得到Cu₂S與O₂反應生成Cu與SO₂的熱化學方程式；
（3）已知常溫下 K_b（NH₃•H₂O）=1.5×l0^-5 K_a1（H₂SO₃）=1.6×l0^-2 K_a2（H₂SO₃）=1×10^-7，電離程度H₂SO₃＞NH₃•H₂O＞HSO₃^-，用氨水將其轉化為NH₄HSO₃溶液中HSO₃^-電離程度大溶液顯酸性；溶液中c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）；
（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．

解答 解：（1）①圖1中曲線隨溫度升高，氫氣含量減小，說明升溫平衡正向進行，正反應為吸熱反應，a＞0，
故答案為：＞；   
②Q點溫度高于P點，溫度越高平衡正向進行，氣體物質的量增大，容器中壓強增大，則容器內的總壓：P點＜Q點，
故答案為：＜；
③向體積為2L的恒容密閉容器中加入0.1molMoS₂、0.2molNa₂CO₃，并充入0.4molH₂，P點對應溫度下，氫氣和水蒸氣的物質的量含量相同為40%，設 生成CO物質的量濃度為x，
發(fā)生反應：MoS₂（s）+2Na₂CO₃（s）+4H₂（g）?Mo（s）+2CO（g）+4H₂O（g）+2Na₂S（s）
 起始量（mol/L）                                0.2                               0                 0
變化量（mol/L）                                 2x                               x                   2x
平衡量（mol/L）                            0.2-2x                                x                  2x
$\frac{2x}{0.2-2x+x+2x}$×100%=40%
x=0.05，
H₂的平衡轉化率=$\frac{2×0.05}{0.2}$×100%=50%，
平衡常數(shù)K=$\frac{（2×0.05）^{4}×0.0{5}^{2}}{（0.2-0.05×2）^{4}}$=0.0025，
故答案為：50%；0.0025；
（2）①2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
②2Cu₂O+Cu₂S（s）═Cu（s）+SO₂（g）△H=+116kJ/mol，
結合蓋斯定律計算（①+②）×$\frac{1}{3}$，得到Cu₂S與O₂反應生成Cu與SO₂的熱化學方程式：Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4kJ/mol，
故答案為：Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4kJ/mol；
（3）（3）已知常溫下 K_b（NH₃•H₂O）=1.5×l0^-5 K_a1（H₂SO₃）=1.6×l0^-2 K_a2（H₂SO₃）=1×10^-7，電離程度H₂SO₃＞NH₃•H₂O＞HSO₃^-，用氨水將其轉化為NH₄HSO₃溶液中HSO₃^-電離程度大溶液顯酸性，溶液PH＜7，溶液中c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），
故答案為：＜；＞；
（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）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑，
故答案為：3（NH₄）₂SO₄?N₂↑+4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑．

點評 本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用、圖象分析和條件選擇、氧化還原反應和產物的判斷、物質溶解度不同得到晶體的方法、鹽類水解和弱電解質電離程度比較等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．