Question

【題目】鐵、鈷（Co）、鎳（Ni）是同族元素，它們的化合物在工業(yè)上有重要的應(yīng)用。

（1）現(xiàn)將含0.5mol FeCl3的溶液和含0.5mol KSCN的溶液混合，混合后溶液體積為1L，已知溶液存在平衡：Fe3+(aq)+SCN-(aq) Fe(SCN)2+(aq)（忽略其它過程）。平衡濃度c[Fe(SCN)2+]與溫度T的關(guān)系如圖所示：溫度為T1時(shí)，反應(yīng)在5秒鐘時(shí)達(dá)到平衡，平衡時(shí)c[Fe(SCN)2+]=0.45 mol·L－1，求達(dá)到平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率v(SCN-)＝____________，該溫度下的Fe3+的平衡轉(zhuǎn)化率為_____________，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。

（2）羰基法提純鎳涉及的一個(gè)反應(yīng)為：Ni(s）+4CO(g）Ni(CO）4(g）

①當(dāng)溫度升高時(shí)，減小，則該反應(yīng)的⊿H_____0（填“>”或“<”）。

②一定溫度下，將一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________（填代號）。

（3）CoxNi(1-x)Fe2O4 (其中Co、Ni均為+2價(jià)）可用作H2O2分解的催化劑，具有較高的活性。兩種不同方法制得的催化劑在10℃時(shí)催化、分解6%的H2O2溶液的相對初始速率隨x變化的曲線如右圖所示。

由圖中信息可知__________法制取得到的催化劑活性更高；Co2+、Ni2+ 兩種離子中催化效果較好的是_____。

Answer 1

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

【解析】(1)溫度為T1時(shí)，反應(yīng)在5秒鐘時(shí)達(dá)到平衡，平衡時(shí)c[Fe(SCN)2+]=0.45 mol·L－1，則v[Fe(SCN)2+]＝=0.09 mol·L－1·s－1, v(SCN-)＝v[Fe(SCN)2+]＝0.09 mol·L－1·s－1；反應(yīng)的c(Fe3+)=c[Fe(SCN)2+]=0.45mol/L，Fe3+的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=90%；平衡時(shí)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，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為=180；（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=，當(dāng)溫度升高時(shí)， 減小，則K=減小，故反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以△H＜0；②a．反應(yīng)向正向進(jìn)行有CO氣體生成氣體Ni(CO)4密度增大，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；b．反應(yīng)向正向進(jìn)行，CO濃度減小，速率減小，當(dāng)CO正反應(yīng)速率不變時(shí)說明反應(yīng)掉的CO速率等于生成CO的速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)b正確；c．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，開始時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行，焓變發(fā)生改變，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；d．一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，反應(yīng)正向進(jìn)行，CO轉(zhuǎn)化率升高，達(dá)到平衡時(shí)，消耗的CO等于生成的CO，故轉(zhuǎn)化率保持不變，選項(xiàng)d正確；答案選bd；（3）過氧化氫的分解速率越大，催化劑活性更高，根據(jù)圖象可知，x相同時(shí)，微波水熱法初始速度大于常規(guī)水熱法，故微波水熱法制得催化劑的活性更高；由圖可知，隨x值越大，過氧化氫的分解速率越大，而x增大，Co2+的比例增大，故Co2+的催化活性更高。