Question

【题目】铁与人类生活密切相关，几乎无处不在，是含量仅次于铝的金属，是现代化学工业的基础。请回答下列问题。

（1）已知：①3Fe(s)＋2O2(g)Fe3O4(s) ΔH1=1118.4 kJ/mol

②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) ΔH2=483.8 kJ/mol

写出铁与气态水反应的热化学方程式：________________________。等量的铁与足量的液态水反应比与气态水反应的反应热ΔH_________（填“大”或“小”）。

（2）在t℃时，在2 L恒温恒容密闭容器中，按下表所示加入物质，反应经过一段时间后，压强变为原来的两倍。

Fe	H2O(l)	Fe3O4	H2
2.0 mol	4.0 mol	1.0 mol	1.0 mol

容器中H2O(l)的转化率为________。

（3）在25℃下，Ksp[Fe(OH)3]=4×1038，向浓度为0.1 mol·L1的FeCl3溶液中逐滴加入氨水，调节溶液pH为5时，溶液中c(Fe3+)为_______mol·L1。

（4）某温度时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，发生反应 Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，c(CO2)与t的关系如图所示：

①该条件下反应的平衡常数为__________；

②已知升温能导致平衡常数K增大，该反应的ΔH_____0（填“＞”或“＜”）。

Answer 1

【答案】（1）3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) ΔH=150.8 kJ/mol（3分） 大（2分）

（2）25%（3分）

（3）4×1011（2分）

（4）①2（2分） ②＞（2分）

【解析】（1）根据盖斯定律可知，①②×2即得到反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，该反应的反应热ΔH=1118.4 kJ/mol＋483.8 kJ/mol×2=150.8 kJ/mol。等量的液态水比气态水具有的能量小，则等量的铁与足量液态水反应比与气态水反应放出的热量小，ΔH更大。

（2）①假设又生成了x mol H2，则，则x=1，水的转化率==25%。

（3）c(Fe3+)==( mol·L1)。

（4）①由题意、图中数据和三段浓度数据法可得：

Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g)

起始浓度/ mol·L1 1.5 0

变化浓度/ mol·L1 1.0 1.0

平衡浓度/ mol·L1 0.5 1.0

则该条件下反应的平衡常数K===2。

②升温能使平衡向吸热的方向移动，升温导致平衡常数K增大，说明该正反应是吸热反应，所以ΔH>0。