Question

【題目】鐵的許多化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，如FeCl3是重要的金屬蝕刻劑、水處理劑；影視作品拍攝中常用Fe(SCN)3溶液模擬血液；FeS可用于消除水中重金屬污染等。

（1）已知：①3Cl2(g)+2Fe(s)=2FeCl3(s) ΔH1=akJ·mol-1

②2FeCl2(s)+Cl2(g)=2FeCl3(s) ΔH2=bkJ·mol-1

則2FeCl3(s)+Fe(s)=3FeCl2(s) ΔH3=____。

（2）將c(FeCl3)=0.2mol·L-1的溶液與c(KSCN)=0.5mol·L-1的溶液按等體積混合于某密閉容器發(fā)生反應(yīng)：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，測得常溫下溶液中c(Fe3+)的濃度隨著時間的變化如圖1所示；測得不同溫度下t1時刻時溶液中c[Fe(SCN)3]如圖2所示。

①研究表明，上述反應(yīng)達到平衡后，向體系中加入適量KCl固體后，溶液顏色無變化，其原因是___，根據(jù)圖1分析，在t1、t2時刻，生成Fe3+的速率較大的是____時刻。

②常溫下Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡常數(shù)的值約為___，其它條件不變時，若向容器中加適量蒸餾水，則新平衡建立過程中v(正)___v(逆)（填“＞”“＜”或“=”）。

③根據(jù)圖2判斷，該反應(yīng)的ΔH___0（填“＞”或“＜”），圖中五個點對應(yīng)的狀態(tài)中，一定處于非平衡態(tài)的是___（填對應(yīng)字母）。

（3）利用FeS可除去廢水中的重金屬離子，如用FeS將Pb2+轉(zhuǎn)化為PbS可消除Pb2+造成的污染，當轉(zhuǎn)化達到平衡狀態(tài)時，廢水中c(Fe2+)=___c(Pb2+)[填具體數(shù)據(jù)，已知Ksp(PbS)=8×10-28，Ksp(FeS)=6×10-18]。

Answer 1

【答案】(0.5a-1.5b)kJ·mol-1 反應(yīng)的本質(zhì)是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，KCl的加入對可逆反應(yīng)狀態(tài)不造成影響 t2 1000 ＜ ＜ a、b 7.5×109

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律，可得熱化學(xué)方程式；

（2）①判斷KCl固體對可逆反應(yīng)的影響，t2時生成物濃度比t1時大，逆反應(yīng)速率較大，故生成Fe3+速率較大；

②平衡常數(shù)以此計算；溶液稀釋后Q>K平衡向左移動，v(正)<v(逆)；

③隨著溫度的升高反應(yīng)速率加快，故a、b、c c[Fe(SCN)3]增大，隨著溫度升高t1時已達到平衡點，溫度升高c[Fe(SCN)3]減小，則平衡逆移；

（3）由知，，以此分析。

（1）已知：①3Cl2(g)+2Fe(s)=2FeCl3(s) ΔH1=akJ·mol-1

②2FeCl2(s)+Cl2(g)=2FeCl3(s) ΔH2=bkJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律可得ΔH3=(0.5a-1.5b)kJ·mol-1，故答案為：(0.5a-1.5b)kJ·mol-1；

（2）①由于反應(yīng)的本質(zhì)是，因此KCl的加入對可逆反應(yīng)狀態(tài)不造成影響；t2時生成物濃度比t1時大，逆反應(yīng)速率較大，故生成Fe3+速率較大，故答案為：反應(yīng)的本質(zhì)是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，KCl的加入對可逆反應(yīng)狀態(tài)不造成影響；t2；

②由圖Ⅰ知，達到平衡時c(Fe3+)=0.05 mol·L-1，故反應(yīng)中消耗Fe3+的濃度為0.1 mol·L-1-0.05 mol·L-1=0.05 mol·L-1，平衡時c[Fe(SCN)3]=0.05 mol·L-1，c(SCN-)=0.25 mol·L-1-0.15 mol·L-1=0.1 mol·L-1，則平衡常數(shù)；溶液稀釋后＞K平衡向左移動，v(正)＜v(逆)，故答案為：1000；＜；

③隨著溫度的升高反應(yīng)速率加快，故a、b、c三點c[Fe(SCN)3]增大，隨著溫度升高c時已達到平衡點，溫度升高c[Fe(SCN)3]減小，則平衡逆移，則反應(yīng)ΔH＜0，圖中五個點對應(yīng)的狀態(tài)中，處于非平衡態(tài)的是a、b，故答案為：＜；a、b；

（3）由可知，，故，故答案為：7.5×109。