Question

【题目】铁的许多化合物在生产、生活中有着广泛的应用，如FeCl3是重要的金属蚀刻剂、水处理剂；影视作品拍摄中常用Fe(SCN)3溶液模拟血液；FeS可用于消除水中重金属污染等。

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

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

则2FeCl3(s)+Fe(s)=3FeCl2(s) ΔH3=____。

（2）将c(FeCl3)=0.2mol·L-1的溶液与c(KSCN)=0.5mol·L-1的溶液按等体积混合于某密闭容器发生反应：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，测得常温下溶液中c(Fe3+)的浓度随着时间的变化如图1所示；测得不同温度下t1时刻时溶液中c[Fe(SCN)3]如图2所示。

①研究表明，上述反应达到平衡后，向体系中加入适量KCl固体后，溶液颜色无变化，其原因是___，根据图1分析，在t1、t2时刻，生成Fe3+的速率较大的是____时刻。

②常温下Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡常数的值约为___，其它条件不变时，若向容器中加适量蒸馏水，则新平衡建立过程中v(正)___v(逆)（填“＞”“＜”或“=”）。

③根据图2判断，该反应的ΔH___0（填“＞”或“＜”），图中五个点对应的状态中，一定处于非平衡态的是___（填对应字母）。

（3）利用FeS可除去废水中的重金属离子，如用FeS将Pb2+转化为PbS可消除Pb2+造成的污染，当转化达到平衡状态时，废水中c(Fe2+)=___c(Pb2+)[填具体数据，已知Ksp(PbS)=8×10-28，Ksp(FeS)=6×10-18]。

Answer 1

【答案】(0.5a-1.5b)kJ·mol-1 反应的本质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，KCl的加入对可逆反应状态不造成影响 t2 1000 ＜ ＜ a、b 7.5×109

【解析】

（1）根据盖斯定律，可得热化学方程式；

（2）①判断KCl固体对可逆反应的影响，t2时生成物浓度比t1时大，逆反应速率较大，故生成Fe3+速率较大；

②平衡常数以此计算；溶液稀释后Q>K平衡向左移动，v(正)<v(逆)；

③随着温度的升高反应速率加快，故a、b、c c[Fe(SCN)3]增大，随着温度升高t1时已达到平衡点，温度升高c[Fe(SCN)3]减小，则平衡逆移；

（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

根据盖斯定律可得ΔH3=(0.5a-1.5b)kJ·mol-1，故答案为：(0.5a-1.5b)kJ·mol-1；

（2）①由于反应的本质是，因此KCl的加入对可逆反应状态不造成影响；t2时生成物浓度比t1时大，逆反应速率较大，故生成Fe3+速率较大，故答案为：反应的本质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，KCl的加入对可逆反应状态不造成影响；t2；

②由图Ⅰ知，达到平衡时c(Fe3+)=0.05 mol·L-1，故反应中消耗Fe3+的浓度为0.1 mol·L-1-0.05 mol·L-1=0.05 mol·L-1，平衡时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，则平衡常数；溶液稀释后＞K平衡向左移动，v(正)＜v(逆)，故答案为：1000；＜；

③随着温度的升高反应速率加快，故a、b、c三点c[Fe(SCN)3]增大，随着温度升高c时已达到平衡点，温度升高c[Fe(SCN)3]减小，则平衡逆移，则反应ΔH＜0，图中五个点对应的状态中，处于非平衡态的是a、b，故答案为：＜；a、b；

（3）由可知，，故，故答案为：7.5×109。