Question

【題目】(1)常溫下，配制濃度為0.1mol/L的FeSO4溶液，研究不同pH對(duì)Fe2+氧化的影響，結(jié)果如下圖所示，(假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中溶液體積不變)

在pH＝5.5的環(huán)境下，該反應(yīng)在0～15min的平均速率v(Fe2+)＝______；增大溶液pH，Fe2+被氧化速率_______________(填增大”、“減小”或“無(wú)影響”)。

(2)在pH＝13的環(huán)境下，Fe2+的氧化變質(zhì)可以理解為:第一步:Fe2++2OH—＝Fe(OH)2，第二步__________________________(用化學(xué)方程式回答)當(dāng)氧化達(dá)到平衡時(shí)，c( Fe2+) /c(Fe3+)__________4.0×1022(填“>”“<”或“=”)。已知Ksp[Fe(OH)3]＝2.5×10—39， Ksp[Fe(OH)2]＝1.0×10—15

(3)工業(yè)上可用H2還原法處理NO，反應(yīng)原理為:2NO(g)+2H2(g) ==N2(g)+2H2O(g): △H＝a已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況，由元素最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol純化合物時(shí)的焓變叫標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。NO(g)和H2O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為+90kJ/mol、-280 kJ/mol，則a=_______。

(4)已知2NO(g)+O2(g) 2NO(g) △H= —110 kJ·mol—1;25℃時(shí)，將NO和O2按物質(zhì)的量之比為2:1充入剛性反應(yīng)容器中用測(cè)壓法研究其反應(yīng)的進(jìn)行情況。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示(忽略NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化)

t/min	0	80	160	∞
p/kpa	75.0	63.0	55.0	55.0

0～80min,v(O2)=_______kpa/min。用壓強(qiáng)代替濃度所得到的平衡常數(shù)用K(p)表示，25℃時(shí)，K(p)的值為___________(保留3位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】0.004mol/（L·min） 增大 4Fe（0H）2+02+2H2O=4Fe（0H）3 = -740 kJ/mol 0.15 3.20

【解析】

(1) 根據(jù) 計(jì)算v(Fe2+)；

(2) 氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵；根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]＝2.5×10—39、 Ksp[Fe(OH)2]＝1.0×10—15計(jì)算c( Fe2+) /c(Fe3+)；

(3)利用蓋斯定律計(jì)算a值；

(4) v(O2)=；利用“三段式”計(jì)算K(p)。

(1)根據(jù)圖示，在pH＝5.5的環(huán)境下，該反應(yīng)在0～15min內(nèi)Fe2+的濃度變化是0.1mol/L×60%=0.06 mol/L，v(Fe2+)=0.004mol/（L·min）；根據(jù)圖示，增大溶液pH，F(xiàn)e2+被氧化速率增大；

(2)第二步是 氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵，4Fe（OH）2+O2+H2O=4Fe（OH）3，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，= =， PH=13時(shí)c（OH-）=mol/L=10-1mol/L， ==4.0×1022；
(3) NO(g)和H2O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為+90kJ/mol、-280 kJ/mol，則

①N2(g)+ O2(g)= NO(g) △H= +90kJ/mol ；

②H2(g)+ O2(g)= H2O(g) △H= -280 kJ/mol；

根據(jù)蓋斯定律②×2-①×2得2NO(g)+2H2(g) ==N2(g)+2H2O(g): △H＝a= -740 kJ/mol；

(4) v(O2)==0.15 kpa/min；

表中160min時(shí)達(dá)到平衡，

2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）

開(kāi)始 2nn 0
轉(zhuǎn)化 2xx2x

平衡 2n-2xn-x2x

=，解得x=0.8n，

用壓強(qiáng)代替濃度所得到的平衡常數(shù)用K（p）表示，25℃時(shí)，K（p）的值為=3.20。