Question

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下表所示：

化学反应	平衡 常数	温度
973K	1173K
①Fe(s)+CO2(g)  FeO(s)+CO(g)	K1	1.47	2.15
②Fe(s)+H2O(g)  FeO(s)+H2(g)	K2	2.38	1.67
③CO(g)+ H2O(g)  CO2(g)+ H2(g)	K3	?	?

完成下列填空：

（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=                 （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                  。

 

Answer 1

【答案】

（1）吸热。K₂/K₁（2分）

（2）0.375 mol·(L·s)^-1 。不，增大。升温。

（3）Fe³⁺+3SCN^-→Fe(SCN)₃ ；（2分）不变。

（4）F^－与Fe³⁺反应生成更为稳定的无色FeF₆^3-。当再加入足量的FeCl₃溶液时，溶液又呈血红色，说明SCN^－没有被消耗。（2分）

【解析】

试题分析：（1）温度升高，该反应平衡常数变大，反应正向进行，正反应为吸热反应；方程式①－②=③，所以K₃=K₂/K₁；

（2）CO(g)+ H₂O(g)  CO₂(g)+ H₂(g)，反应中每1molCO参与反应，转移电子数为2mol，故有3mol电子发生转移有1.5mol CO反应生成1.5mol CO₂，v(CO₂)=1.5÷2÷2=0.375 mol·(L·s)^-1；若压缩容器的容积为原来的一半，即为增大反应气体的压强，该反应反应前后气体体积不变，平衡不移动；体积减小，反应物和生成物浓度均增大，根据表中数据计算两种温度下K₃，确定该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向进行且反应速率加快；

（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，说明溶液中没有Fe³⁺，即F^－与Fe³⁺反应生成更为稳定的无色FeF₆^3-，当再加入足量的FeCl₃溶液时，溶液又呈血红色，说明SCN^－没有被消耗。

考点：考查化学平衡、水解平衡等平衡原理有关问题。