铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的*质。(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:F...
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铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的*质。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常数 | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
请回答下列问题:
①该反应的平衡常数表达式K=__________,ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)。
②欲提高反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是_____________________。
A.减少Fe的量 B.加入合适的催化剂
C.增大容器的体积 D.降低反应的温度
③在一个容积为1 L的密闭容器中,1000 ℃时加入Fe2O3、CO各2 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO)=______________,Fe2O3的平衡转化率为________。
(2)饱和Mg(OH)2溶液中滴加FeCl3溶液,产生红褐*沉淀, 反应的离子方程式是________________________________________。
(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。则铝与Fe2O3发生反应生成Al2O3和Fe的热化学方程式为 :___________________________。
【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 .由反应方程式可知,氧化铁和铁均为固体,不计入平衡常数表达式,则该反应的平衡常数表达式为:K=c3(CO2)/c3(CO);由表中数据可知,升高温度平衡常数减小,则升高温度平衡逆向移动,因升高温度平衡向吸热方向移动,所以该反应为放热反应,△H<0,故*为:c3(CO2)/c3(CO); <;
② . A.Fe是固体,所以减少Fe的量,平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故A错误;B.加入催化剂,不能使平衡发生移动,CO的平衡转化率不变,故B错误;C.该反应为反应前后气体体积不变的可逆反应,则增大容器的体积减小压强,平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故C错误;D.该反应是放热反应,降低反应的温度,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,故D正确;*选D。
③ .根据三段式法,Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)
起始浓度(mol/L) 2 0
转化浓度(mol/L) x x
平衡浓度(mol/L) 2-x x
则1000 ℃ 时K= c3(CO2)/c3(CO)= x3/(2-x)3=64,解得x=1.6mol/L,则v(CO)=0.4mol/L÷10min=0.04mol/(L·min);根据反应方程式可知,当CO消耗1.6mol时,Fe2O3的平衡转化率为:×100%=26.7%,故*为:0.04mol/(L·min);26.7%;
(2)饱和Mg(OH)2溶液中滴加FeCl3溶液,产生红褐*沉淀,说明反应生成了Fe(OH)3沉淀,则该反应的化学方程式为:3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+,故*为: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,根据盖斯定律可知,②-①得:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=-851.7kJ·mol-1,故*为:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=-851.7kJ·mol-1。
知识点:化学平衡单元测试
题型:综合题
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