Question

8．CO气体还原FeO固体可以得到Fe固体，铁的化合物具有重要的应用．
Ⅰ．已知：2FeO（s）=2Fe（s）+O₂（g）△H=+148.2kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
则CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO₂气体的热化学方程式为：
FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-208.9kJ/mol
Ⅱ．对于反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）   回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；该反应是吸热（填“放热”或“吸热”）反应；其平衡常数随温度升高而增大填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）T₁温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，反应过程中CO₂气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示．
①8min时反应达到平衡，则前8minCO的反应速率为0.125 mol/（L•min），CO₂的转化率为66.7%．
②其它条件不变，升高温度为T₂，请在图中画出CO₂的浓度与时间的关系图．
（3）下列措施中能使平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大的是AC（填字母）．
A．升高温度                  B．增大压强
C．充入一定量CO             D．再加入一些铁粉
Ⅲ．铁的化合物具有重要的应用．
（1）FeS可以用来除去工业废水中的Hg²⁺，写出离子反应方程式：FeS（s）+Hg²⁺=Fe²⁺+HgS（s）．
（2）FeCl₃可以用来做净水剂，其原理是FeCl₃在水中发生水解，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能够吸附水中的杂质，因此可以净水．（写出相关反应方程式并作简要分析）

Answer 1

分析 Ⅰ．根据盖斯定律进行计算；
Ⅱ．（1）化学平衡常数K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；该反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动；
（2）①v（CO）=$\frac{△c}{△t}$；根据CO和二氧化碳之间的关系式计算参加反应的二氧化碳的物质的量浓度，从而确定二氧化碳初始浓度，从而计算其转化率；
②升高温度，平衡正向移动，则达到平衡状态时二氧化碳浓度小于0.5mol/L，反应到达平衡的时间缩短；
（3）能使平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大，可以采用升高温度、增加CO的方法；
Ⅲ．（1）FeS和汞离子反应生成更难溶的HgS；
（2）FeCl₃在水中发生水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中悬浮物而净水．

解答 解：Ⅰ．2FeO（s）=2Fe（s）+O₂（g）△H=+148.2kJ/mol①
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol②
将方程式$\frac{①+②}{2}$得FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=$\frac{+148.2-566.0}{2}$kJ/mol=-208.9kJ/mol
故答案为：FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-208.9kJ/mol；
Ⅱ．（1）该反应平衡常数K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；
根据I知，Fe和二氧化碳的反应是放热反应，则FeO和CO的反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，则平衡常数增大，
故答案为：$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$；吸热；增大；
（2）①v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.0-0}{8}$ mol/（L•min）=0.125 mol/（L•min）；根据CO和二氧化碳之间的关系式知，参加反应的c（CO₂）=c（CO）=（1.0-0）mol/L=1.0mol/L，则二氧化碳初始浓度=（1.0+0.5）mol/L=1.5mol/L，所以二氧化碳转化率=$\frac{1.0mol/L}{1.5mol/L}×100%$=66.7%；
故答案为：0.125 mol/（L•min）；66.7%；
②升高温度，平衡正向移动，则达到平衡状态时二氧化碳浓度小于0.5mol/L，反应到达平衡的时间缩短，所以其图象为
，
故答案为：；
（3）A．该反应的正反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，所以平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大，故正确；
B．该反应的反应前后气体体积之和不变，所以增大压强平衡不移动，则平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$不变，故错误；
C．充入一定量CO，平衡逆向移动，但加入的CO物质的量远远大于转化的CO的量，所以平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大，故正确；             
D．铁粉是固体，再加入一些铁粉，不影响平衡移动，所以平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$不变，故错误；
故选AC；
Ⅲ．（1）FeS和汞离子反应生成更难溶的HgS，离子方程式为FeS（s）+Hg²⁺=Fe²⁺+HgS（s），
故答案为：FeS（s）+Hg²⁺=Fe²⁺+HgS（s）；
（2）FeCl₃在水中发生水解，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能够吸附水中的杂质，因此可以净水，
故答案为：FeCl₃在水中发生水解，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能够吸附水中的杂质，因此可以净水．

点评 本题考查物质的量浓度随时间变化曲线、盐类水解、难溶物的溶解平衡及转化、化学平衡计算及平衡影响因素等知识点，综合性较强，侧重考查基本理论，注意II题反应方程式特点，压强只影响反应速率不影响平衡移动，题目难度不大．