Question

11．（1）請完成該反應的離子方程式：
5C+4 MnO₄^-+12 H⁺-5 CO₂↑+4 Mn²⁺+6H₂O
（2）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中．進行反應CO（g ）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）得到如下兩組數(shù)據(jù)：

實驗編號	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3

①實驗1從開始到達到化學平衡時，以v（CO₂）表示的反應速率為0.13mol/（L•min）．（精確到0.01）
②該反應為放（填“吸”或“放”）熱反應，實驗2中達平衡時 CO的轉(zhuǎn)化率為20%．
（3）在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應：mA（g）+nB（g）?pC（g），在一定溫度和不同壓強下達到平衡時，分別得到A的物質(zhì)的量濃度如下表

壓強p/Pa	2×105	5×105	1×106
c（A）/mol•L-1	0.08	0.20	0.44

①當壓強從2×10⁵ Pa增加到5×10⁵Pa時，平衡不移動（填：向左，向右，不）
②當壓強從5×10⁵ Pa增加到1×10⁶Pa時，該反應平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{[C]^{p}}{[A]{\;}^{m}}$．（4）在25℃下，向濃度為0.1mol•L^-1的FeCl₃溶液中逐滴加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH為 5時，溶液中c（Fe³⁺）為4×10^-11mol/L．（已知25℃時   Ksp[Fe（OH）₃]=4×10^-38）

Answer 1

分析 （1）從反應物生成物所含元素的化合價變化可知該反應為氧化還原反應，經(jīng)分析得知反應中C失去4個電子，由0→+4價，Mn得到5個電子，由+7→+2，依據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒及原子個數(shù)守恒寫成反應方程式；
（2）①計算化學反應達到化學平衡時物質(zhì)的濃度，某種反應物的反應速率的計算公式為v=$\frac{△c}{△t}$；
②首先觀察化學反應方程式，反應物和生成物系數(shù)相同，且反應物之間配比相同，所以該反應為等效平衡，計算兩種條件下CO的轉(zhuǎn)化率，在與溫度比較后進行判斷，可以得知該反應為放熱反應；轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化量/初始量，通過表格中給出的相關(guān)數(shù)據(jù)可以算出；
（3）①由圖可知狀態(tài)Ⅱ的壓強大于狀態(tài)Ⅰ壓強的2倍，所以平衡逆向移動；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可知1×10⁶ Pa時物質(zhì)B不在是氣體，根據(jù)平衡常數(shù)的含義和方程式書寫；
（4）依據(jù)水的離子積常數(shù)、溶度積常數(shù)表達式計算解答．

解答 解：（1）從反應物生成物所含元素的化合價變化可知該反應為氧化還原反應，經(jīng)分析得知反應中C失去4個電子，由0→+4價，Mn得到5個電子，由+7→+2，依據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒及原子個數(shù)守恒，該反應的化學方程式為：5C+4MnO₄^-+12H⁺═5CO₂↑+4Mn²⁺+6H₂O；
故答案為：5，4，12，5，4，6；
（2）①已知平衡時c（H₂）=1.6mol，所以c（CO₂）=1.6mol，v（CO₂）=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{6min}$=0.13mol/（L•min），
故答案為：0.13mol/（L•min）；
 ②實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{1.6mol}{4mol}$×100%=40%，實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4mol}{4mol}$×100%=20%，則實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2，則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動，正反應放熱；
故答案為：放；   20%；
（3）①由表格數(shù)據(jù)可知當壓強從2×10⁵Pa增大為5×10⁵Pa時，壓強增大2.5倍，體積變?yōu)?\frac{1}{2.5}$倍，濃度由0.08增大為0.20mol•L^-1，也增大2.5倍，所以增大壓強平衡不移動，
故答案為：不；
②由表格數(shù)據(jù)可知當壓強從5×10⁵Pa增大為1×10⁶Pa時，壓強增大2倍，體積變?yōu)?\frac{1}{2}$倍，濃度應該由0.20增大為0.40mol•L^-1，但是實際上A的濃度為0.44，說明平衡逆移，則反應前氣體的物質(zhì)的量小于反應后氣體的物質(zhì)的量，則反應物B不在是氣態(tài)，所以此反應的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{[C]^{p}}{[A]^{m}}$，
故答案為：$\frac{[C]^{p}}{[A]^{m}}$；
（4）pH為 5時溶液中C（OH^-）=10^-9mol/L，Ksp[Fe（OH）₃]=[Fe³⁺][OH^-]，F(xiàn)e³⁺=$\frac{Ksp}{[O{H}^{-}]^{3}}$=$\frac{4×1{0}^{-38}}{1×1{0}^{-27}}$=4×10^-11；
故答案為：4×10^-11．

點評 本題考查了氧化還原方程式的配平、化學反應速率、化學平衡移動的影響素、平衡常數(shù)表達式的書寫、溶度積規(guī)則，題目綜合性強，難度較大，注意對相關(guān)知識的積累．