Question

硫及其化合物用途广泛，研究硫及其化合物性质和用途意义重大。

⑴利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤。

已知：SO₂（g）＋1/2O₂（g） SO₃（g） △H＝－98 kJ·mol^－1。某温度下该反应的平衡常数K＝10/3。

①该温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入3.0 mol SO₂(g)、16.0 mol O₂(g)和3.0 mol SO₃(g)，则反应开始时v（正） _________ v（逆）（填“＜”、“＞”或“＝”）。

②该温度下，向一体积为2 L的恒容密闭容器中充入2.0 mol SO₂和1.0 molO₂，反应一段时间后容器压强为反应前的80%，此时SO₂的转化率为_______________。

③在②中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂(g)平衡浓度比原来减小的是__________（填字母）。

A．保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol O₂

B．升高温度

C．保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol SO₃

D．增大容器体积

⑵室温下，Li /FeS₂二次电池所用的电解质是非水液体电解质，放电行为与温度有关。

①该电池电解质为非水液体电解质，原因是___________________。

②温度低时，锂与FeS₂反应只生成A物质，产生第一次放电行为；温度升高，锂与A继续反应（产生物之一为Fe），产生第二次放电行为。若二次行为均进行完全且放电量恰好相等，请写出化学反应方程式：第一次放电：__________________；第二次放电：________________。

⑶制取高纯度黄铁矿的另一种方法是：以LiCl—KCl低共熔点混合物为电解质，FeS为阳极，Al为阴极，在适当的电压下电解，写出阳极方程式______________。

Answer

⑴①＞（2分）②60%（2分）③AD（2分）

⑵①锂会与水反应产生自放电现象（2分）

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

⑶2FeS－2e－＝FeS2＋Fe2+（2分）

【解析】

试题分析：（1）①此时容器中二氧化硫、氧气和三氧化硫的浓度分别是（mol/L）0.03、0.16和0.03，则＜10/3，所以反应向正反应方向移动，则正反应速率大于逆反应速率。

②设SO2的转化率是x，则生成三氧化硫是2x，消耗SO2是2x，氧气是x，所以根据题意可知，解得x＝0.6，即转化率是60％。

③保持温度和容器体积不变，充入1．0 mol O2，则平衡向正反应方向移动，二氧化硫的浓度减少；保持温度和容器内压强不变，充入1．0 mol SO3，则平衡是等效的，浓度不变；升高温度则平衡向逆反应方向移动，二氧化硫的浓度增加；增大容器容积，则压强减小，平衡向逆反应方向移动，但二氧化硫的浓度仍然是减小的，答案选AD。

（2）①Li是活泼金属，会与水发生反应，在水溶液中锂会与水反应产生自放电现象。

②锂与FeS2反应只生成A物质，那么反应是化合反应，则方程式为2 Li + FeS2＝Li2 FeS2 ；锂与Li2 FeS2继续反应产物有Fe，则反应方程式为：2Li+ Li2FeS2＝2Li2S + Fe。

（3）FeS为阳极，放电后能生成FeS2，根据电荷守恒和元素守恒，电极反应为2 FeS - 2e—＝FeS2 + Fe2+。

考点：考查平衡状态计算、外界条件对平衡状态的影响以及电化学原理的应用