Question

（2009?上海）鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)．
（1）在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
①該反應的平衡常數(shù)表達式為：K=

[CO2]3

[CO]3

．
②該溫度下，在2L盛有Fe₂O₃粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質(zhì)鐵11.2g．則10min內(nèi)CO的平均反應速率為

0.015mol/（L?min）

．
（2）請用上述反應中某種氣體的有關(guān)物理量來說明該反應已達到平衡狀態(tài)：
①

CO（或CO₂）的生成速率與消耗速率相等

②

CO（或CO₂）的質(zhì)量不再改變

．
（3）某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應．下列反應速率（v）和溫度（T）的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應最接近的是

b

．

（4）寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式：

Al（OH）₃?H⁺+AlO₂^-+H₂O

，欲使上述體系中Al³⁺濃度增加，可加入的物質(zhì)是

鹽酸

．

Answer 1

分析：（1）①平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積；
②先根據(jù)化學方程式計算出消耗的CO的物質(zhì)的量，然后根據(jù)V=

△C

△t

=

△n V

△t

求出CO的化學反應速率；
（2）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征分析，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分數(shù)以及百分含量不變；
（3）根據(jù)通過加熱引發(fā)鋁熱反應以及鋁熱反應為放熱反應以及溫度升高化學反應速率加快；
（4）根據(jù)Al（OH）₃的酸式電離；根據(jù)Al（OH）₃的堿式電離平衡以及外界條件對電離平衡的影響．

解答：解：（1）①因平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積，則K=

[CO2]3

[CO]3

，故答案為：

[CO2]3

[CO]3

；
②生成了單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量為：

11.2g

56g/mol

=0.2mol，則
         Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
                  0.3mol     0.2mol
所以CO的反應速率V=

△C

△t

=

△n V

△t

=

0.3mol 2L

10min

=0.015mol/（L?min），故答案為：0.015mol/（L?min）；
（2）因當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分數(shù)以及百分含量不變，所以說CO或（CO₂）的生成速率與消耗速率相等、CO（或CO₂）的質(zhì)量不再改變能說明該反應已達到平衡狀態(tài)，故答案為：CO（或CO₂）的生成速率與消耗速率相等；CO（或CO₂）的質(zhì)量不再改變；
（3）因通過加熱引發(fā)鋁熱反應，所以開始速率為零，一旦反應，反應放熱，溫度不斷升高，化學反應速率加快，故選：b；
（4）Al（OH）₃的酸式電離：Al（OH）₃H⁺+AlO₂^-+H₂O，同時還存在堿式電離：Al（OH）₃Al³⁺+3OH^-，加入鹽酸，與OH^-反應，堿式電離平衡正向移動，Al³⁺濃度增加，
故答案為：Al（OH）₃H⁺+AlO₂^-+H₂O；鹽酸．

點評：本題主要考查了化學平衡常數(shù)、反應速率的計算、化學平衡的標志等，試題有一定的綜合性，難度不大．