Question

【題目】硫及其化合物用途廣泛，研究硫及其化合物性質(zhì)和用途意義重大。

⑴利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟。

已知：SO2（g）＋1/2O2（g） SO3（g） △H＝－98 kJ·mol－1。某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝10/3。

①該溫度下，向100 L的恒容密閉容器中，充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g)，則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)v（正） _________ v（逆）（填“＜”、“＞”或“＝”）。

②該溫度下，向一體積為2 L的恒容密閉容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2，反應(yīng)一段時(shí)間后容器壓強(qiáng)為反應(yīng)前的80%，此時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______________。

③在②中的反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO2(g)平衡濃度比原來(lái)減小的是__________（填字母）。

A．保持溫度和容器體積不變，充入1.0 mol O2

B．升高溫度

C．保持溫度和容器體積不變，充入1.0 mol SO3

D．增大容器體積

⑵室溫下，Li /FeS2二次電池所用的電解質(zhì)是非水液體電解質(zhì)，放電行為與溫度有關(guān)。

①該電池電解質(zhì)為非水液體電解質(zhì)，原因是___________________。

②溫度低時(shí)，鋰與FeS2反應(yīng)只生成A物質(zhì)，產(chǎn)生第一次放電行為；溫度升高，鋰與A繼續(xù)反應(yīng)（產(chǎn)生物之一為Fe），產(chǎn)生第二次放電行為。若二次行為均進(jìn)行完全且放電量恰好相等，請(qǐng)寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式：第一次放電：__________________；第二次放電：________________。

⑶制取高純度黃鐵礦的另一種方法是：以LiCl—KCl低共熔點(diǎn)混合物為電解質(zhì)，F(xiàn)eS為陽(yáng)極，Al為陰極，在適當(dāng)?shù)碾妷合码娊猓瑢?xiě)出陽(yáng)極方程式______________。

Answer 1

【答案】⑴①＞（2分）②60%（2分）③AD（2分）

⑵①鋰會(huì)與水反應(yīng)產(chǎn)生自放電現(xiàn)象（2分）

②2Li＋FeS2＝Li2FeS2（2分）2Li＋Li2FeS2＝2Li2S＋Fe（2分）

⑶2FeS－2e－＝FeS2＋Fe2+（2分）

【解析】

試題分析：（1）①此時(shí)容器中二氧化硫、氧氣和三氧化硫的濃度分別是（mol/L）0.03、0.16和0.03，則＜10/3，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。

②設(shè)SO2的轉(zhuǎn)化率是x，則生成三氧化硫是2x，消耗SO2是2x，氧氣是x，所以根據(jù)題意可知，解得x＝0.6，即轉(zhuǎn)化率是60％。

③保持溫度和容器體積不變，充入1．0 mol O2，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化硫的濃度減少；保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1．0 mol SO3，則平衡是等效的，濃度不變；升高溫度則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化硫的濃度增加；增大容器容積，則壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但二氧化硫的濃度仍然是減小的，答案選AD。

（2）①Li是活潑金屬，會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)，在水溶液中鋰會(huì)與水反應(yīng)產(chǎn)生自放電現(xiàn)象。

②鋰與FeS2反應(yīng)只生成A物質(zhì)，那么反應(yīng)是化合反應(yīng)，則方程式為2 Li + FeS2＝Li2 FeS2 ；鋰與Li2 FeS2繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物有Fe，則反應(yīng)方程式為：2Li+ Li2FeS2＝2Li2S + Fe。

（3）FeS為陽(yáng)極，放電后能生成FeS2，根據(jù)電荷守恒和元素守恒，電極反應(yīng)為2 FeS - 2e—＝FeS2 + Fe2+。