Question

8．CO氣體還原FeO固體可以得到Fe固體，鐵的化合物具有重要的應(yīng)用．
Ⅰ．已知：2FeO（s）=2Fe（s）+O₂（g）△H=+148.2kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
則CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO₂氣體的熱化學(xué)方程式為：
FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-208.9kJ/mol
Ⅱ．對(duì)于反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）   回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；該反應(yīng)是吸熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)；其平衡常數(shù)隨溫度升高而增大填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）T₁溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO₂氣體，反應(yīng)過(guò)程中CO₂氣體和CO氣體的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示．
①8min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，則前8minCO的反應(yīng)速率為0.125 mol/（L•min），CO₂的轉(zhuǎn)化率為66.7%．
②其它條件不變，升高溫度為T₂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出CO₂的濃度與時(shí)間的關(guān)系圖．
（3）下列措施中能使平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大的是AC（填字母）．
A．升高溫度                  B．增大壓強(qiáng)
C．充入一定量CO             D．再加入一些鐵粉
Ⅲ．鐵的化合物具有重要的應(yīng)用．
（1）FeS可以用來(lái)除去工業(yè)廢水中的Hg²⁺，寫出離子反應(yīng)方程式：FeS（s）+Hg²⁺=Fe²⁺+HgS（s）．
（2）FeCl₃可以用來(lái)做凈水劑，其原理是FeCl₃在水中發(fā)生水解，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，能夠吸附水中的雜質(zhì)，因此可以凈水．（寫出相關(guān)反應(yīng)方程式并作簡(jiǎn)要分析）

Answer 1

分析 Ⅰ．根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算；
Ⅱ．（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)；
（2）①v（CO）=$\frac{△c}{△t}$；根據(jù)CO和二氧化碳之間的關(guān)系式計(jì)算參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量濃度，從而確定二氧化碳初始濃度，從而計(jì)算其轉(zhuǎn)化率；
②升高溫度，平衡正向移動(dòng)，則達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)二氧化碳濃度小于0.5mol/L，反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短；
（3）能使平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大，可以采用升高溫度、增加CO的方法；
Ⅲ．（1）FeS和汞離子反應(yīng)生成更難溶的HgS；
（2）FeCl₃在水中發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中懸浮物而凈水．

解答 解：Ⅰ．2FeO（s）=2Fe（s）+O₂（g）△H=+148.2kJ/mol①
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol②
將方程式$\frac{①+②}{2}$得FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=$\frac{+148.2-566.0}{2}$kJ/mol=-208.9kJ/mol
故答案為：FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-208.9kJ/mol；
Ⅱ．（1）該反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；
根據(jù)I知，F(xiàn)e和二氧化碳的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則FeO和CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，則平衡常數(shù)增大，
故答案為：$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；吸熱；增大；
（2）①v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.0-0}{8}$ mol/（L•min）=0.125 mol/（L•min）；根據(jù)CO和二氧化碳之間的關(guān)系式知，參加反應(yīng)的c（CO₂）=c（CO）=（1.0-0）mol/L=1.0mol/L，則二氧化碳初始濃度=（1.0+0.5）mol/L=1.5mol/L，所以二氧化碳轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.0mol/L}{1.5mol/L}×100%$=66.7%；
故答案為：0.125 mol/（L•min）；66.7%；
②升高溫度，平衡正向移動(dòng)，則達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)二氧化碳濃度小于0.5mol/L，反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短，所以其圖象為
，
故答案為：；
（3）A．該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，所以平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大，故正確；
B．該反應(yīng)的反應(yīng)前后氣體體積之和不變，所以增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，則平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$不變，故錯(cuò)誤；
C．充入一定量CO，平衡逆向移動(dòng)，但加入的CO物質(zhì)的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)化的CO的量，所以平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大，故正確；             
D．鐵粉是固體，再加入一些鐵粉，不影響平衡移動(dòng)，所以平衡時(shí)$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$不變，故錯(cuò)誤；
故選AC；
Ⅲ．（1）FeS和汞離子反應(yīng)生成更難溶的HgS，離子方程式為FeS（s）+Hg²⁺=Fe²⁺+HgS（s），
故答案為：FeS（s）+Hg²⁺=Fe²⁺+HgS（s）；
（2）FeCl₃在水中發(fā)生水解，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，能夠吸附水中的雜質(zhì)，因此可以凈水，
故答案為：FeCl₃在水中發(fā)生水解，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，能夠吸附水中的雜質(zhì)，因此可以凈水．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線、鹽類水解、難溶物的溶解平衡及轉(zhuǎn)化、化學(xué)平衡計(jì)算及平衡影響因素等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重考查基本理論，注意II題反應(yīng)方程式特點(diǎn)，壓強(qiáng)只影響反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng)，題目難度不大．