Question

鐵是最常見的金屬之一，鐵可以形成多種氧化物、氫氧化物和鹽類．鐵與二氧化碳、水在某一密閉體系中反應情況如表所示：

化學反應	平衡 常數(shù)	溫度
		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	？	？

（1）反應①是

 

（選填“吸熱”，“放熱”）反應．根據(jù)反應①與②可以推導出同溫下K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系，則K₃=

 

（用K₁、K₂表示）．
（2）973K時，若反應③在一個容積為2L的反應容器內(nèi)2min時達到平衡，有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則在2min內(nèi)v（CO₂）=

 

．若壓縮容器的容積為原來的一半，平衡將

 

移動（選填“向左”，“向右”，“不”），CO₂的濃度將

 

（選填“增大”，“減小”，“不變”）．使該反應的平衡轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)都增大的措施有

 

．
（3）在FeCl₃稀溶液中滴加KSCN溶液后呈紅色，反應的離子方程式是

 

；若在其中加入少量KCl固體，溶液的顏色

 

（選填“變深”，“變淺”，“不變”）．
（4）若先往FeCl₃溶液中加入足量NaF溶液，再滴加KSCN溶液，則不呈紅色，若再加入足夠量FeCl₃溶液．又會呈現(xiàn)紅色．請對上述實驗現(xiàn)象作出解釋

 

．

Answer 1

考點：化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素,影響鹽類水解程度的主要因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）分析平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明平衡正向進行，正反應是吸熱反應；依據(jù)反應①②③的平衡常數(shù)表達式計算得到K₁、K₂、K₃的關(guān)系；
（2）依據(jù)電子轉(zhuǎn)移計算反應的二氧化碳物質(zhì)的量，結(jié)合化學反應速率概念計算V=

△c

△t

得到；反應前后氣體體積不變，改變壓強平衡不動，但體積減小物質(zhì)濃度增大，使該反應的平衡轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)都增大的措施應使平衡正向進行，計算不同溫度下反應③的平衡常數(shù)，比較分析反應是吸熱反應，升溫平衡正向進行，平衡常數(shù)、反應物轉(zhuǎn)化率增大；
（3）鐵離子和硫氰酸根離子反應生成血紅色溶液；平衡狀態(tài)和氯化鉀的離子濃度無關(guān)；
（4）若先往FeCl₃溶液中加入足量NaF溶液，再滴加KSCN溶液，則不呈紅色說明鐵離子和氟離子發(fā)生反應生成絡(luò)離子，加入足量FeCl₃溶液，溶液又呈血紅色，說明SCN^-加入的過量．

解答： 解：（1）平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明平衡正向進行，正反應是吸熱反應，
①Fe（s）+CO₂（g）=FeO（s）+CO（g），K₁=

c(CO)

c(CO2)

；
②Fe（s）+H₂O（g）=FeO（s）+H₂（g），K₂=

c(H2)

c(H2O)

③CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），K₃=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H20)

所以平衡常數(shù)的關(guān)系是K₃=

K2

K1

；
故答案為：吸熱；

K2

K1

；
（2）973K時，若反應③在一個容積為2L的反應容器內(nèi)2min時達到平衡，反應CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），每反應生成1molCO₂，電子轉(zhuǎn)移2mol，有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應的二氧化碳物質(zhì)的量為1.5mol，則在2min內(nèi)v（CO₂）=

1.5mol 2L

2min

=0.375 mol?（L?s）^-1；若壓縮容器的容積為原來的一半，反應前后是氣體體積不變的反應，平衡不移動，CO₂的濃度將增大，依據(jù)（1）計算可知K₃=

K2

K1

，973K時K₃=

2.38

1.47

=1.62，1173K時K₃=

1.67

2.15

=0.78，所以隨溫度升高，反應③平衡常數(shù)減小，說明正反應是放熱反應，使該反應的平衡轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)都增大需要平衡正向進行，所以采取的措施是降低溫度；
故答案為：0.375 mol?（L?s）^-1；不；增大；降低；
（3）鐵離子和硫氰酸根離子反應生成血紅色溶液，形成平衡的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，若在其中加入少量KCl固體，溶解后形成的氯離子和鉀離子對平衡無影響，平衡狀態(tài)和氯化鉀的離子濃度無關(guān)，所以平衡不動，溶液顏色不變，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；不變；
（4）若先往FeCl₃溶液中加入足量NaF溶液，再滴加KSCN溶液，則不呈紅色，證明鐵離子和氟離子發(fā)生反應生成更為穩(wěn)定的無色FeF₆^3-絡(luò)離子，若再加入足夠量FeCl₃溶液．又會呈現(xiàn)紅色，說明SCN^-沒有被消耗，
故答案為：F^-與Fe³⁺反應生成更為穩(wěn)定的無色FeF₆^3-．當再加入足量的FeCl₃溶液時，溶液呈血紅色，說明SCN^-沒有被消耗．

點評：本題考查了化學平衡影響因素和平衡常數(shù)的計算應用，主要是平衡移動原理的分析判斷，注意：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，影響平衡的離子分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．