Question

6．在含有1mol/LAgNO₃、1mol/LFe（NO₃）₂和1mol/LFe（NO₃）₃，發生如下反應：Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag（s）的平衡常數K=3．
求：（1）反應向哪個方向進行；
（2）求平衡時Fe²⁺、Ag⁺、Fe³⁺的濃度各為多少？
（3）Ag⁺的轉化率．

Answer 1

分析 （1）根據K=$\frac{c（F{e}^{3+}）}{c（F{e}^{2+}）×c（A{g}^{+}）}$可知，濃度商Qc=$\frac{1}{1×1}$=1＜K=3，故平衡向正反應方向進行；
（2）設平衡時Ag⁺的濃度變化量為x，利用三段式表示出平衡時各離子的濃度，再根據平衡常數列方程計算解答；
（3）Ag⁺的轉化率=（Ag⁺的濃度變化量÷Ag⁺的起始濃度）×100%．

解答 解：（1）根據K=$\frac{c（F{e}^{3+}）}{c（F{e}^{2+}）×c（A{g}^{+}）}$可知，濃度商Qc=$\frac{1}{1×1}$=1＜K=3，故平衡向正反應方向進行，
答：反應向正反應進行；
（2）設平衡時Ag⁺的濃度變化量為xmol/L，則：
            Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag（s）
開始（mol/L）：1    1    1
轉化（mol/L）：x    x    x
平衡（mol/L）：1-x  1-x  1+x
所以$\frac{1+x}{（1-x）（1-x）}$=3，解得x=$\frac{1}{3}$，或x=2（舍去）
平衡時c（Fe²⁺）=（1-$\frac{1}{3}$）mol/L=$\frac{2}{3}$mol/L
c（Ag⁺）=（1-$\frac{1}{3}$）mol/L=$\frac{2}{3}$mol/L
c（Fe³⁺）=（1+$\frac{1}{3}$）mol/L=$\frac{4}{3}$mol/L
答：平衡時c（Fe²⁺）=$\frac{2}{3}$mol/L，c（Ag⁺）=$\frac{2}{3}$mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{4}{3}$mol/L；
（3）Ag⁺的轉化率=（$\frac{1}{3}$mol/L÷1mol/L）×100%=33.3%，
答：Ag⁺的轉化率為33.3%．

點評 本題考查化學平衡有關計算，涉及平衡常數的應用，難度不大，側重對基礎知識的鞏固．