Question

【題目】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性質。

(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達式K＝__________，ΔH____0(填“>”、“<”或“＝”)。

②在一個容積為10 L的密閉容器中，1 000 ℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反應經過10 min后達到平衡。求該時間范圍內反應的平均反應速率v(CO2)＝________，CO的平衡轉化率為________。

③欲提高②中CO的平衡轉化率，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．提高反應溫度

E．減小容器的容積 F．加入合適的催化劑

(2)某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發生鋁熱反應，下列反應速率(v)和溫度(T)的關系示意圖中與鋁熱反應最接近的是________。

(3)寫出氫氧化鋁在水中發生堿式電離的電離方程式：

_________________________________________________________。

欲使上述體系中Al3＋濃度增加，可加入的物質是______________________。

Answer 1

【答案】 c3(CO2)/c3(CO) < 0.006 mol·L－1·min－1 60% C b Al(OH)3Al3＋＋3OH－ 鹽酸(合理即可)

【解析】（1）①化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，因此根據方程式可知平衡常數K＝；根據表中數據可知隨著溫度的升高平衡常數逐漸減小，說明升高溫度平衡向逆反應方向進行，因此正反應是放熱反應，△H＜0；②根據方程式可知

Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO2(g)

起始濃度（mol/L） 0.1 0.1

轉化濃度（mol/L） x x

平衡濃度（mol/L） 0.1-x 0.1+x

則，解得x＝0.06，所以該時間范圍內反應的平均反應速率v(CO2)＝0.06mol/L÷10min＝0.006 mol·L－1·min－1，CO的平衡轉化率為0.06/0.1×100%＝60%；

③A．鐵是固體，減少Fe的量不改變平衡狀態，CO轉化率不變，A錯誤；B．氧化鐵是固體，增加Fe2O3的量不改變平衡狀態，CO轉化率不變，B錯誤；C．移出部分CO2，平衡向正反應方向進行，CO轉化率增大，C正確；D．正反應放熱，提高反應溫度平衡2逆反應方向進行，CO轉化率減小，D錯誤；E．減小容器的容積壓強增大，平衡不移動，轉化率不變，E錯誤；F．加入合適的催化劑改變反應速率，平衡不移動，轉化率不變，F錯誤，答案選C；（2）因通過加熱引發鋁熱反應，所以開始速率為零，一旦反應，反應放熱，溫度不斷升高，化學反應速率加快，答案選b。（3）Al（OH）3是兩性氫氧化物，其堿式電離Al（OH）3Al3++3OH-，所以加入鹽酸中和OH-，堿式電離平衡正向移動，Al3+濃度增加。