Question

【题目】铁、钴（Co）、镍（Ni）是同族元素，它们的化合物在工业上有重要的应用。

（1）现将含0.5mol FeCl3的溶液和含0.5mol KSCN的溶液混合，混合后溶液体积为1L，已知溶液存在平衡：Fe3+(aq)+SCN-(aq) Fe(SCN)2+(aq)（忽略其它过程）。平衡浓度c[Fe(SCN)2+]与温度T的关系如图所示：温度为T1时，反应在5秒钟时达到平衡，平衡时c[Fe(SCN)2+]=0.45 mol·L－1，求达到平衡时的平均反应速率v(SCN-)＝____________，该温度下的Fe3+的平衡转化率为_____________，该温度下反应的平衡常数为__________。

（2）羰基法提纯镍涉及的一个反应为：Ni(s）+4CO(g）Ni(CO）4(g）

①当温度升高时，减小，则该反应的⊿H_____0（填“>”或“<”）。

②一定温度下，将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________（填代号）。

（3）CoxNi(1-x)Fe2O4 (其中Co、Ni均为+2价）可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性。两种不同方法制得的催化剂在10℃时催化、分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化的曲线如右图所示。

由图中信息可知__________法制取得到的催化剂活性更高；Co2+、Ni2+ 两种离子中催化效果较好的是_____。

Answer 1

【答案】 0.09mol·L－1·s－1 90% 180 ＜ bd 微波水热法 Co2+

【解析】(1)温度为T1时，反应在5秒钟时达到平衡，平衡时c[Fe(SCN)2+]=0.45 mol·L－1，则v[Fe(SCN)2+]＝=0.09 mol·L－1·s－1, v(SCN-)＝v[Fe(SCN)2+]＝0.09 mol·L－1·s－1；反应的c(Fe3+)=c[Fe(SCN)2+]=0.45mol/L，Fe3+的平衡转化率为×100%=90%；平衡时c[Fe(SCN)2+]=0.45mol/L，c(Fe3+)=0.5mol/L-0.45mol/L=0.05mol/L，c(SCN-)＝c(Fe3+)= =0.05mol/L，该温度下反应的平衡常数为=180；（2）该反应的平衡常数为K=，当温度升高时， 减小，则K=减小，故反应为放热反应，所以△H＜0；②a．反应向正向进行有CO气体生成气体Ni(CO)4密度增大，选项a错误；b．反应向正向进行，CO浓度减小，速率减小，当CO正反应速率不变时说明反应掉的CO速率等于生成CO的速率，反应达到平衡状态，选项b正确；c．该反应是放热反应，一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，开始时反应正向进行，焓变发生改变，选项c错误；d．一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，反应正向进行，CO转化率升高，达到平衡时，消耗的CO等于生成的CO，故转化率保持不变，选项d正确；答案选bd；（3）过氧化氢的分解速率越大，催化剂活性更高，根据图象可知，x相同时，微波水热法初始速度大于常规水热法，故微波水热法制得催化剂的活性更高；由图可知，随x值越大，过氧化氢的分解速率越大，而x增大，Co2+的比例增大，故Co2+的催化活性更高。