Question

鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質及化合物有著各自的性質。
（1）在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發生下列反應：Fe₂O₃(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO₂(g)
①該反應的平衡常數表達式為：K=                            。
②該溫度下，在2L盛有Fe₂O₃粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質鐵11.2g。則10min內CO的平均反應速率為                           。
（2）請用上述反應中某種氣體的有關物理量來說明該反應已達到平衡狀態：
①                                ②                                  。
（3）某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發生鋁熱反應。下列反應速率（v）
和溫度（T）的關系示意圖中與鋁熱反應最接近的是           。

（4）寫出氫氧化鋁在水中發生酸式電離的電離方程式：                         ，欲使上述體系中Al^3＋濃度增加，可加入的物質是                    。

Answer 1

（14分,每空2分）（1）  
（2）①CO或（CO₂）的生成速率與消耗速率相等；②CO（或CO₂）的質量不再改變（合理即給分）
（3）b     （4）Al(OH)₃H^＋＋AlO₂^－＋H₂O  鹽酸（合理即給分）

解析試題分析：（1）①化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據反應的化學方程式可知，K＝。②生成了單質鐵的物質的量為11.2g÷56g/mol＝0.2mol，則根據反應的化學方程式可知消耗CO的物質的量是0.3mol，所以CO的反應速率是＝＝0.015mol/（L?min）。（2）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。據此可知當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、體積分數以及百分含量不變，所以說CO或（CO₂）的生成速率與消耗速率相等、CO（或CO₂）的質量不再改變能說明該反應已達到平衡狀態。
（3）因通過加熱引發鋁熱反應，所以開始速率為零，一旦反應，反應放熱，溫度不斷升高，化學反應速率加快，所以答案選b。
（4）Al（OH）₃是兩性氫氧化物，其酸式電離方程式是Al（OH）₃H⁺+AlO₂^-+H₂O。由于還同時還存在堿式電離Al（OH）₃Al³⁺+3OH^-，所以加入鹽酸，中和OH^-，堿式電離平衡正向移動，Al³⁺濃度增加。
考點：考查化學平衡常數、反應速率的計算、化學平衡狀態的判斷以及外界條件對平衡狀態的影響
點評：該題是高考中的常見考點和題型，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強，在注重對學生基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和逆向思維能力，提高學生的應試能力和學習效率。