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．