(2014•金山区一模)铁是最常见的金属之一,铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类.铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应

(2014•金山区一模)铁是最常见的金属之一,铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类.铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如表所示:
化学反应平衡
常数
温度
973K1173K
①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)
K11.472.15
②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)
K22.381.67
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
K3
(1)反应①是______(选填“吸热”,“放热”)反应.根据反应①与②可以推导出同温下K1、K2与K3之间的关系,则K3=
K2
K1
K2
K1
(用K1、K2表示).
(2)973K时,若反应③在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡,有3mol电子发生转移,则在2min内v(CO2)=______.若压缩容器的容积为原来的一半,平衡将______移动(选填“向左”,“向右”,“不”),CO2的浓度将______(选填“增大”,“减小”,“不变”).使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有______.
(3)在FeCl3稀溶液中滴加KSCN溶液后呈红色,反应的离子方程式是______;若在其中加入少量KCl固体,溶液的颜色______(选填“变深”,“变浅”,“不变”).
(4)若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液,再滴加KSCN溶液,则不呈红色,若再加入足够量FeCl3溶液.又会呈现红色.请对上述实验现象作出解释______.
GY我的痛 1年前 已收到1个回答 举报

wanli000 幼苗

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解题思路:(1)分析平衡常数随温度升高增大,说明平衡正向进行,正反应是吸热反应;依据反应①②③的平衡常数表达式计算得到K1、K2、K3的关系;
(2)依据电子转移计算反应的二氧化碳物质的量,结合化学反应速率概念计算V=[△c/△t]得到;反应前后气体体积不变,改变压强平衡不动,但体积减小物质浓度增大,使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施应使平衡正向进行,计算不同温度下反应③的平衡常数,比较分析反应是吸热反应,升温平衡正向进行,平衡常数、反应物转化率增大;
(3)铁离子和硫氰酸根离子反应生成血红色溶液;平衡状态和氯化钾的离子浓度无关;
(4)若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液,再滴加KSCN溶液,则不呈红色说明铁离子和氟离子发生反应生成络离子,加入足量FeCl3溶液,溶液又呈血红色,说明SCN-加入的过量.

(1)平衡常数随温度升高增大,说明平衡正向进行,正反应是吸热反应,
①Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g),K1=
c(CO)
c(CO2);
②Fe(s)+H2O(g)=FeO(s)+H2(g),K2=
c(H2)
c(H2O)
③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),K3=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H20)
所以平衡常数的关系是K3=
K2
K1;
故答案为:吸热;
K2
K1;
(2)973K时,若反应③在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡,反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),每反应生成1molCO2,电子转移2mol,有3mol电子发生转移,反应的二氧化碳物质的量为1.5mol,则在2min内v(CO2)=

1.5mol
2L
2min=0.375 mol•(L•s)-1;若压缩容器的容积为原来的一半,反应前后是气体体积不变的反应,平衡不移动,CO2的浓度将增大,依据(1)计算可知K3=
K2
K1,973K时K3=[2.38/1.47]=1.62,1173K时K3=[1.67/2.15]=0.78,所以随温度升高,反应③平衡常数减小,说明正反应是放热反应,使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大需要平衡正向进行,所以采取的措施是升高温度;
故答案为:0.375 mol•(L•s)-1;不;增大;升温;
(3)铁离子和硫氰酸根离子反应生成血红色溶液,形成平衡的离子方程式为:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,若在其中加入少量KCl固体,溶解后形成的氯离子和钾离子对平衡无影响,平衡状态和氯化钾的离子浓度无关,所以平衡不动,溶液颜色不变,
故答案为:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;不变;
(4)若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液,再滴加KSCN溶液,则不呈红色,证明铁离子和氟离子发生反应生成更为稳定的无色FeF63-络离子,若再加入足够量FeCl3溶液.又会呈现红色,说明SCN-没有被消耗,
故答案为:F-与Fe3+反应生成更为稳定的无色FeF63-.当再加入足量的FeCl3溶液时,溶液呈血红色,说明SCN-没有被消耗.

点评:
本题考点: 化学平衡常数的含义;化学平衡的影响因素;影响盐类水解程度的主要因素.

考点点评: 本题考查了化学平衡影响因素和平衡常数的计算应用,主要是平衡移动原理的分析判断,注意:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,影响平衡的离子分析判断,掌握基础是关键,题目难度中等.

1年前

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