Question

【題目】鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價(jià)鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。

（1）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4。其反應(yīng)的離子方程式：Fe(OH)3+ClO－+OH－→FeO42－+H2O+Cl－（未配平）。配平上述離子方程式，用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。___

___Fe(OH)3+___ClO－+___OH－→___FeO42－+___H2O+___Cl－

該反應(yīng)中，還原劑是___，被還原的元素是___。

（2）在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)+Q。

已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表。

溫度/℃	1000	1150	1300
平衡常數(shù)	64.0	50.7	42.9

該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為___，Q__0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（3）在容積為10L的密閉容器中，1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡，該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=___，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為____。

（4）欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是___。

A．減少Fe的量 B．增加Fe2O3的量

C．移出部分CO2 D．提高反應(yīng)溫度

E．減小容器的容積 F．加入合適的催化劑

（5）現(xiàn)在恒壓密閉容器中通入1molH2和1molCO2發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)+41kJ。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，在其他條件不變時(shí)，再通入1molH2和1molCO2的混合氣體，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出正(v正)、逆(v逆)反應(yīng)速率隨時(shí)間t變化的示意圖。___

Answer 1

【答案】 Fe（OH）3 氯元素 ＜ 0.006molL-1min-10.006molL-1min-1 60% CD

【解析】

（1）根據(jù)電子守恒和元素守恒配平氧化還原方程式，得電子化合價(jià)降低做氧化劑，失電子化合價(jià)升高做還原劑；

（2）K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，純固體不能代入K的表達(dá)式中；圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高平衡常數(shù)減小；

（3）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化為nmol，利用三段式表示出平衡時(shí)CO、CO2的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)計(jì)算n的值，進(jìn)而計(jì)算CO的濃度變化量，進(jìn)而求轉(zhuǎn)化率。

（4）提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但不能增大CO的用量，結(jié)合選項(xiàng)根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析；

（5）該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)不影響平衡；但是恒壓條件下加入再通入1mol H2和1mol CO2的混合氣體后，容器的容積變大，生成物濃度增大，而反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率會(huì)發(fā)生變化，據(jù)此分析。

（1）鐵元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+6價(jià)，氯元素化合價(jià)+1價(jià)變化-1價(jià)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)6e-，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，，反應(yīng)中還原劑Fe（OH）3，氧化劑為ClO-，被還原的元素是氯元素，故答案為：；Fe（OH）3；氯元素；

（2）I、中 K= ，由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越小，則升高溫度平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故Q>0，

故答案為：；>；

（3）在一個(gè)容積為10L的密閉容器中，1 000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，濃度商Q＜K=64，反應(yīng)正向進(jìn)行，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡，令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化為nmol，則：

所以有，解得n=0.6mol，所以v(CO2)=，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為，故答案為：0.006molL-1min-1；60%；

（4）A．鐵是固體，減少Fe的量，不影響平衡移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故A錯(cuò)誤；

B．氧化鐵是固體，增加Fe2O3的量，不影響平衡移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；

C．移出部分CO2，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；

D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；

E．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，減小容器的容積，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故E錯(cuò)誤；

F．加入合適的催化劑，平衡不移動(dòng)，故F錯(cuò)誤；

故選CD。

（5）由于該反應(yīng)是氣體體積相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)不影響平衡，且恒壓，所以最終得到平衡時(shí)的各組分含量、濃度與原平衡完全相同，所以達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率與原平衡時(shí)的速率相等；若再通入1mol H2和1mol CO2的混合氣體后，由于恒壓條件下，容器的容積增大，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，所以逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，之后逆反應(yīng)速率逐漸減小，正反應(yīng)速率增大，最終得到與原平衡相等的速率，據(jù)此畫出的正（v正）、逆（v逆）反應(yīng)速率隨時(shí)間t變化的示意圖為：

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