Question

鐵是最常見(jiàn)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(yīng)情況如表所示：

化學(xué)反應(yīng)	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(yīng)①是

 

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

 

（用K₁、K₂表示）．
（2）973K時(shí)，若反應(yīng)③在一個(gè)容積為2L的反應(yīng)容器內(nèi)2min時(shí)達(dá)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(lái)的一半，平衡將

 

移動(dòng)（選填“向左”，“向右”，“不”），CO₂的濃度將

 

（選填“增大”，“減小”，“不變”）．使該反應(yīng)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(yīng)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(huì)呈現(xiàn)紅色．請(qǐng)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出解釋

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)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(shuō)明平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；依據(jù)反應(yīng)①②③的平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算得到K₁、K₂、K₃的關(guān)系；
（2）依據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算反應(yīng)的二氧化碳物質(zhì)的量，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計(jì)算V=

△c

△t

得到；反應(yīng)前后氣體體積不變，改變壓強(qiáng)平衡不動(dòng)，但體積減小物質(zhì)濃度增大，使該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)都增大的措施應(yīng)使平衡正向進(jìn)行，計(jì)算不同溫度下反應(yīng)③的平衡常數(shù)，比較分析反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大；
（3）鐵離子和硫氰酸根離子反應(yīng)生成血紅色溶液；平衡狀態(tài)和氯化鉀的離子濃度無(wú)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(shuō)明鐵離子和氟離子發(fā)生反應(yīng)生成絡(luò)離子，加入足量FeCl₃溶液，溶液又呈血紅色，說(shuō)明SCN^-加入的過(guò)量．

解答： 解：（1）平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，
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(shí)，若反應(yīng)③在一個(gè)容積為2L的反應(yīng)容器內(nèi)2min時(shí)達(dá)到平衡，反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），每反應(yīng)生成1molCO₂，電子轉(zhuǎn)移2mol，有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)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(lái)的一半，反應(yīng)前后是氣體體積不變的反應(yīng)，平衡不移動(dòng)，CO₂的濃度將增大，依據(jù)（1）計(jì)算可知K₃=

K2

K1

，973K時(shí)K₃=

2.38

1.47

=1.62，1173K時(shí)K₃=

1.67

2.15

=0.78，所以隨溫度升高，反應(yīng)③平衡常數(shù)減小，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，使該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)都增大需要平衡正向進(jìn)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(yīng)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(duì)平衡無(wú)影響，平衡狀態(tài)和氯化鉀的離子濃度無(wú)關(guān)，所以平衡不動(dòng)，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(yīng)生成更為穩(wěn)定的無(wú)色FeF₆^3-絡(luò)離子，若再加入足夠量FeCl₃溶液．又會(huì)呈現(xiàn)紅色，說(shuō)明SCN^-沒(méi)有被消耗，
故答案為：F^-與Fe³⁺反應(yīng)生成更為穩(wěn)定的無(wú)色FeF₆^3-．當(dāng)再加入足量的FeCl₃溶液時(shí)，溶液呈血紅色，說(shuō)明SCN^-沒(méi)有被消耗．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡影響因素和平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，主要是平衡移動(dòng)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．