Question

A、B、C、D、E五種物質(zhì)是由常見元素組成，A由兩種元素組成，且A中兩種元素的質(zhì)量比為7∶8。A和B在高溫條件下反應(yīng)生成C和D，C為無色氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度約為2.86g?L^－1。以A為原料生產(chǎn)E。

⑴寫出A的化學(xué)式：            
⑵A和B的反應(yīng)中，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為      ，
⑶某人設(shè)想用右圖所示裝置利用電化學(xué)原理生產(chǎn)E，則N電極是　   極；寫出M電極的電極反應(yīng)式：                      。
⑷當(dāng)圖中的C與O₂被活性炭吸附時，也能發(fā)生反應(yīng)生成F，為研究此反應(yīng)，將C和O₂放入體積為2L的恒容密閉容器中，在500℃時發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中的能量變化如下圖所示，反應(yīng)物物質(zhì)的量和時間的變化如下表所示：

①該反應(yīng)的ΔH      0反應(yīng)從起始至2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(C)＝              ；
500℃時，此反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K的值為                  。
②第6min時，向容器中再充入0.002molO₂，同時將反應(yīng)體系的溫度改變?yōu)門，反應(yīng)至10min時重新達到平衡，此時測得c(C)＝0.006mol?L^－1，則溫度T     （填“＞”或“＜”）500℃。

Answer 1

⑴ FeS₂      ⑵ 11∶4，   ⑶正極；SO₂－2e^－＋2H₂O＝SO₄^2－＋4H^＋。
⑷①＜；  0.018mol·L^－1·min^－1；    8000     ②＞

（1）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度約為2.86g?L^－1，則C的相對分子質(zhì)量是2.86×22.4＝64，所以C是SO₂。所以根據(jù)A的組成可知，A是FeS₂。
（2）FeS₂在反應(yīng)中失去3-2＋（4＋1）×2＝11個電子，而氧氣只能得到4個電子，所以根據(jù)電子得失守恒可知，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為11∶4。
（3）原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，N極通入氧氣，所以N是正極。SO₂在M極通入，電極反應(yīng)式為SO₂－2e^－＋2H₂O＝SO₄^2－＋4H^＋。
（4）①根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，所以是放熱反應(yīng)，△H小于0。2min內(nèi)SO₂的變化量是0.108mol－0.036mol＝0.072mol，所以其反應(yīng)速率是0.072mol÷2L÷2min＝0.018mol·L^－1·min^－1。平衡時SO₂和氧氣的濃度分別是0.006mol/L、0.008mol/L，生成SO₃是0.054mol/L－0.006mol/L＝0.048mol/L，所以平衡常數(shù)為
②增大氧氣濃度平衡向正反應(yīng)方向移動，但最終平衡后SO₂濃度不變，說明改變溫度應(yīng)該是升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。