Question

铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物存在着各自的性质。

（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe₂O₃(g)+3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g)

①该反应的平衡常数表达式为：K=___；

②该温度下，在2L盛有Fe₂O₃粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为___；

（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态。

①___；②___。

（3）某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是___。

a.     b.

c.      d.

（4）写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：___；欲使上述体系中Al³⁺浓度增加，可加入的物质是___。

Answer

0.015mol/(L·min) CO或（CO2）的生成速率与消耗速率相等 CO或（CO2）的质量不再改变 b Al(OH)3H++AlO2-+H2O 盐酸

【解析】

(1)①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，纯固体不能代入K的表达式中所以该反应平衡常数表达式为K=；

②n(Fe)==0.2mol，由反应方程式可知消耗CO为0.2mol×=0.3mol，则10min内CO的平均反应速率为=0.015mol/(L•min)；

(2)当反应达到平衡时正反应速率=逆反应速率，所以当CO或(CO2)的生成速率与消耗速率相等时反应达到平衡；平衡时各物质的浓度不在改变，所以CO或(CO2)的质量不再改变时说明反应平衡。

(3)因通过加热引发铝热反应，所以温度较低时速率为零，一旦反应，反应放热，温度不断升高，化学反应速率不断加快，故选：b；

(4)氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式为：Al(OH)3H++AlO2-+H2O，生成物中有氢离子，所以加酸如盐酸、硫酸等可以使平衡逆向移动，同时消耗氢氧根使氢氧化铝的碱式电离Al(OH)3 Al3++3OH-平衡右移，铝离子浓度增大。