Question

【題目】鐵與人類(lèi)生活密切相關(guān)，幾乎無(wú)處不在，是含量?jī)H次于鋁的金屬，是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（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

寫(xiě)出鐵與氣態(tài)水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________。等量的鐵與足量的液態(tài)水反應(yīng)比與氣態(tài)水反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH_________（填“大”或“小”）。

（2）在t℃時(shí)，在2 L恒溫恒容密閉容器中，按下表所示加入物質(zhì)，反應(yīng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍。

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

容器中H2O(l)的轉(zhuǎn)化率為________。

（3）在25℃下，Ksp[Fe(OH)3]=4×1038，向濃度為0.1 mol·L1的FeCl3溶液中逐滴加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH為5時(shí)，溶液中c(Fe3+)為_______mol·L1。

（4）某溫度時(shí)，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2，發(fā)生反應(yīng) Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，c(CO2)與t的關(guān)系如圖所示：

①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________；

②已知升溫能導(dǎo)致平衡常數(shù)K增大，該反應(yīng)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）根據(jù)蓋斯定律可知，①②×2即得到反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=1118.4 kJ/mol＋483.8 kJ/mol×2=150.8 kJ/mol。等量的液態(tài)水比氣態(tài)水具有的能量小，則等量的鐵與足量液態(tài)水反應(yīng)比與氣態(tài)水反應(yīng)放出的熱量小，ΔH更大。

（2）①假設(shè)又生成了x mol H2，則，則x=1，水的轉(zhuǎn)化率==25%。

（3）c(Fe3+)==( mol·L1)。

（4）①由題意、圖中數(shù)據(jù)和三段濃度數(shù)據(jù)法可得：

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

起始濃度/ mol·L1 1.5 0

變化濃度/ mol·L1 1.0 1.0

平衡濃度/ mol·L1 0.5 1.0

則該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K===2。

②升溫能使平衡向吸熱的方向移動(dòng)，升溫導(dǎo)致平衡常數(shù)K增大，說(shuō)明該正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以ΔH>0。