鐵和鋁是兩種重要的金屬,它們的單質及化合物有著各自的*質。(1)在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發生反應:F...
問題詳情:
鐵和鋁是兩種重要的金屬,它們的單質及化合物有著各自的*質。
(1)在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發生反應:Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)。已知該反應在不同溫度下的平衡常數如下表:
溫度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常數 | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
請回答下列問題:
①該反應的平衡常數表示式K=__________,ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)。
②欲提高反應中CO的平衡轉化率,可採取的措施是_____________________。
A.減少Fe的量 B.加入合適的催化劑
C.增大容器的體積 D.降低反應的溫度
③在一個容積為1 L的密閉容器中,1000 ℃時加入Fe2O3、CO各2 mol,反應經過10 min後達到平衡。求該時間範圍內反應的平均反應速率v(CO)=______________,Fe2O3的平衡轉化率為________。
(2)飽和Mg(OH)2溶液中滴加FeCl3溶液,產生紅褐*沉澱, 反應的離子方程式是________________________________________。
(3)已知:2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=−824 kJ·mol-1、2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) △H=−1675.7 kJ·mol-1。則鋁與Fe2O3發生反應生成Al2O3和Fe的熱化學方程式為 :___________________________。
【回答】
【*】 (1). c3(CO2)/c3(CO) (2). < (3). D (4). 0.04mol/(L·min) (5). 26.7% (6). 3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+ (7). 2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=-851.7kJ·mol-1
【解析】(1).① .由反應方程式可知,氧化鐵和鐵均為固體,不計入平衡常數表示式,則該反應的平衡常數表示式為:K=c3(CO2)/c3(CO);由表中資料可知,升高溫度平衡常數減小,則升高溫度平衡逆向移動,因升高溫度平衡向吸熱方向移動,所以該反應為放熱反應,△H<0,故*為:c3(CO2)/c3(CO); <;
② . A.Fe是固體,所以減少Fe的量,平衡不移動,CO的平衡轉化率不變,故A錯誤;B.加入催化劑,不能使平衡發生移動,CO的平衡轉化率不變,故B錯誤;C.該反應為反應前後氣體體積不變的可逆反應,則增大容器的體積減小壓強,平衡不移動,CO的平衡轉化率不變,故C錯誤;D.該反應是放熱反應,降低反應的溫度,平衡正向移動,CO的平衡轉化率增大,故D正確;*選D。
③ .根據三段式法,Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)
起始濃度(mol/L) 2 0
轉化濃度(mol/L) x x
平衡濃度(mol/L) 2-x x
則1000 ℃ 時K= c3(CO2)/c3(CO)= x3/(2-x)3=64,解得x=1.6mol/L,則v(CO)=0.4mol/L÷10min=0.04mol/(L·min);根據反應方程式可知,當CO消耗1.6mol時,Fe2O3的平衡轉化率為:×100%=26.7%,故*為:0.04mol/(L·min);26.7%;
(2)飽和Mg(OH)2溶液中滴加FeCl3溶液,產生紅褐*沉澱,說明反應生成了Fe(OH)3沉澱,則該反應的化學方程式為:3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+,故*為:3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+;
(3)已知:①.2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=−824 kJ·mol-1、②.2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) △H=−1675.7 kJ·mol-1,根據蓋斯定律可知,②-①得:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=-851.7kJ·mol-1,故*為:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=-851.7kJ·mol-1。
知識點:化學平衡單元測試
題型:綜合題
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