Question

【題目】鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應(yīng)：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。

（1）①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：K=___。

②該溫度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質(zhì)鐵11.2g。則10min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為___。

（2）請用上述反應(yīng)中某種氣體的有關(guān)物理量來說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)：①___②___。

（3）明礬KAl(SO4)2·12H2O的水溶液呈___性（填”酸性、堿性、中性），溶液中各離子的濃度從大到小的順序為____。

（4）寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式：___，欲使上述體系中Al3+濃度增加，可加入的物質(zhì)是____。

（5）某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)。下列反應(yīng)速率(v)和溫度(T)的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是____。

a. b. c. d.

Answer 1

【答案】 0.015mol(Lmin) CO或（CO2）的生成速率與消耗速率相等 CO（或CO2）的質(zhì)量不再改變 酸性 c(SO42-)＞c(K+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-) Al(OH)3H++AlO2-+H2O 鹽酸 b

【解析】

(1)①平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；

②先根據(jù)化學方程式計算出消耗的CO的物質(zhì)的量，然后根據(jù)V==求出CO的化學反應(yīng)速率；

(2)根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征分析，當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分數(shù)以及百分含量不變；

(3)明礬是KAl(SO4)212H2O，結(jié)合鋁離子水解呈酸性分析；

(4)根據(jù)Al(OH)3的酸式電離；根據(jù)Al(OH)3的堿式電離平衡以及外界條件對電離平衡的影響；

(5)根據(jù)通過加熱引發(fā)鋁熱反應(yīng)以及鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)以及溫度升高化學反應(yīng)速率加快分析。

(1)①因平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積，則K=；

②生成了單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量為：=0.2mol，則：

Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

0.3mol 0.2mol

所以CO的反應(yīng)速率V====0.015mol/(Lmin)；

(2)因當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分數(shù)以及百分含量不變，所以說CO或(CO2)的生成速率與消耗速率相等、CO(或CO2)的質(zhì)量不再改變能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)；

(3)明礬是KAl(SO4)212H2O，其溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁使溶液顯酸性，水解離子反應(yīng)為Al3++3H2OAl(OH)3+3H+；溶液中不水解的二元硫酸根離子濃度最大，所以離子濃度大小順序為：c(SO42-)＞c(K+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)；

(4)Al(OH)3的酸式電離：Al(OH)3H++AlO2-+H2O，同時還存在堿式電離：Al(OH)3Al3++3OH-，加入鹽酸，與OH-反應(yīng)，堿式電離平衡正向移動，Al3+濃度增加；

(5)因通過加熱引發(fā)鋁熱反應(yīng)，所以開始速率為零，一旦反應(yīng)，反應(yīng)放熱，溫度不斷升高，化學反應(yīng)速率加快，故答案為b。