Question

A、B、C、D、E五种物质是由常见元素组成，A由两种元素组成，且A中两种元素的质量比为7∶8。A和B在高温条件下反应生成C和D，C为无色气体，在标准状况下的密度约为2.86g∙L^－1。以A为原料生产E。

⑴写出A的化学式：            

⑵A和B的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为       ，

⑶某人设想用右图所示装置利用电化学原理生产E，则N电极是　    极；写出M电极的电极反应式：                       。

⑷当图中的C与O₂被活性炭吸附时，也能发生反应生成F，为研究此反应，将C和O₂放入体积为2L的恒容密闭容器中，在500℃时发生反应，反应过程中的能量变化如下图所示，反应物物质的量和时间的变化如下表所示：

①该反应的ΔH       0反应从起始至2min内的平均反应速率v(C)＝               ；

500℃时，此反应化学平衡常数K的值为                   。

②第6min时，向容器中再充入0.002molO₂，同时将反应体系的温度改变为T，反应至10min时重新达到平衡，此时测得c(C)＝0.006mol∙L^－1，则温度T      （填“＞”或“＜”）500℃。

Answer

⑴ FeS2       ⑵ 11∶4，    ⑶正极 ；SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋。

⑷①＜；   0.018mol·L－1·min－1；    8000      ②＞

【解析】（1）在标准状况下的密度约为2.86g∙L－1，则C的相对分子质量是2.86×22.4＝64，所以C是SO2。所以根据A的组成可知，A是FeS2。

（2）FeS2在反应中失去3-2＋（4＋1）×2＝11个电子，而氧气只能得到4个电子，所以根据电子得失守恒可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为11∶4。

（3）原电池中负极失去电子，正极得到电子，N极通入氧气，所以N是正极。SO2在M极通入，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋。

（4）①根据图像可知，反应物的能量高于生成物的能量，所以是放热反应，△H小于0。2min内SO2的变化量是0.108mol－0.036mol＝0.072mol，所以其反应速率是0.072mol÷2L÷2min＝0.018mol·L－1·min－1。平衡时SO2和氧气的浓度分别是0.006mol/L、0.008mol/L，生成SO3是0.054mol/L－0.006mol/L＝0.048mol/L，所以平衡常数为

②增大氧气浓度平衡向正反应方向移动，但最终平衡后SO2浓度不变，说明改变温度应该是升高温度，平衡向逆反应方向移动。