Question

請回答下列化學有關問題：

（1）現代工業將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO₂等的排放，又可以擴大水煤氣的用途。

①已知：2C(s)+O₂(g)＝2CO(g)；ΔH₁ ,  2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)；ΔH₂ 。

則反應C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂(g)；ΔH＝        。（用含ΔH₁、ΔH₂的代數式表示）

②CO和H₂在一定條件下合成甲醇的反應為：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；ΔH₃。現在容積均為1L的a、b、c、d、e五個密閉容器中分別充入1mol CO和2mol H₂的混合氣體，控溫，進行實驗測得相關數據如下圖1和圖2。

a. 該反應的ΔH₃     0（選填“＜”、“＞”或“=”，下同）， K₁     K₂。  

b. 將容器d中的平衡狀態轉變到容器c中的平衡狀態，可采取的措施有           。

（2）煤汽化后的煤渣可提煉重金屬。右圖為某溫度下，Fe(OH)₃(s)、Mg(OH)₂(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變溶液的pH，金屬陽離子濃度變化情況。據圖分析：

該溫度下，溶度積常數的關系為：Ksp[ Fe(OH)₃]____Ksp[Mg(OH)₂]

（填：>、=、<）；如果在新生成的Mg(OH)₂濁液中滴入足量的Fe³⁺，振蕩后，白色沉淀會全部轉化為紅褐色沉淀，原因是           

 

Answer 1

【答案】

（1）（7分）  ① (ΔH₁－ΔH₂)/2    ② a.＜　  ＞           b. 降溫、增（或加）壓

（2）＜   由于Ksp[ Fe(OH)₃] ＜Ksp[Mg(OH)₂] （1分），濁液中存在溶解平衡：Mg(OH)₂Mg²⁺+2OH^-（1分），新加入的Fe³⁺與OH^-生成更難溶解的Fe(OH)₃，使平衡繼續向右移動（1分），最后Mg(OH)₂全部溶解轉化為紅棕色的Fe(OH)₃（1分）。

【解析】（1）①根據蓋斯定律可知，（①－②）÷2即得到C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂(g)，所以ΔH＝ (ΔH₁－ΔH₂)/2。

②根據圖像可知，溫度高，平衡時甲醇的低，說明升高溫度，平衡溴逆反應方向移動，因此正反應是放熱反應，低溫下的平衡常數大，即K₁＞K₂。

③d轉化為c，甲醇的物質的量增加，說明平衡向正反應方向移動，因此根據反應式可知，反應是放熱的、體積減小的可逆反應，所以改變的條件可以是降溫或增（或加）壓。

（2）根據圖像可知，在金屬離子濃度相同的條件下，氫氧化鐵形成沉淀需要的pH小，所以氫氧化鐵的溶度積常數小于氫氧化鎂的。 由于Ksp[ Fe(OH)₃] ＜Ksp[Mg(OH)₂]，濁液中存在溶解平衡：Mg(OH)₂Mg²⁺+2OH^-，新加入的Fe³⁺與OH^-生成更難溶解的Fe(OH)₃，使平衡繼續向右移動，最后Mg(OH)₂全部溶解轉化為紅棕色的Fe(OH)₃。