Question

I．设反应①Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K₁。反应  ②Fe(s)+H₂O(g) FeO(s)+H₂(g)的平衡常数为K₂，在不同温度下，K₁、K₂的值如下：

T(K)	K1	K2
973	1.47	2.36
1173	2.15	1.67

 

（1）现有反应③CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g)，这是一个      (填“吸”或“放”)热反应，要使平衡③向右移动，可采取的措施有       (填序号)。

A．缩小反应容器容积

B．扩大反应容器容积

C．降低温度

D．升高温度

E．使用合适的催化剂

F．设法减少CO的量

（2）若反应Fe(s)+CO₂(g) FeO(s)+CO(g)在温度T₁下进行；Fe(s)+H₂O(g) FeO(s)+H₂(g)在温度T₂下进行，已知T₁＞T₂，且c(CO₂)＞c(H₂O)(其他条件均相同)，则两者的反应速率        (填序号)。

A．前者大      B．后者大      C．一样大      D．无法判断

II．（1）钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式：

□Na₂FeO₂+□NaNO₂+□H₂O=□NaFeO₂+□NH₃↑+□NaOH

（2）钢铁经冷、浓HNO₃处理后“钝化”能达到防腐目的，不同浓度的HNO₃与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图。

①图示可知，分析HNO₃与铁反应的规律是              。

②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是          。

（3）金属(M)的腐蚀是因为发生反应：M-ne^-→Mⁿ⁺，除了上述表面处理的方法外，下列方法也能起到防腐作用的是       (填字母编号)

A．在铁中掺入铬等金属制成不锈钢

B．在铁制品表面镀锌

C．提高铁中含碳量，制成生铁

D．将水库铁闸门与直流电源的负极相连

 

Answer 1

【答案】

I．（1）吸热（2分）D、F（2分）

（2）A（2分）

Ⅱ．（1）6Na₂FeO₂＋NaNO₂＋5H₂O=6NaFeO₂＋NH₃＋7NaOH（2分）

（2）①硝酸的浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高（2分）

（其它合理答案均给分，如硝酸的浓度越大，气体生成物中二氧化氮的含量越高；或者，只有硝酸浓度较低时，产物中才会出现氮气；等等）

②硝酸易挥发，且不稳定，见光易分解，故不易操作（1分）生成物对环境污染严重（1分）

（3）A、B、D（2分）

（对一个或两个给1分，全对给2分，但只要出现C不给分）

【解析】

试题分析：已知：①Fe（s）+CO₂（g）FeO（s）+CO（g）；②Fe（s）+H₂O（g）FeO（s）+H₂（g）；利用盖斯定律将①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）CO（g）+H₂O（g）；

则K₃=，依据图表平衡常数数据分析，温度升高增大，说明平衡正向进行，反应是吸热反应；③H₂（g）+CO₂（g）CO（g）+H₂O（g）反应是吸热反应，反应前后气体体积不变，要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，则

A．缩小反应容器容积实质增大压强，反应前后气体体积不变，平衡不动；A不符合；

B．扩大反应容器容积，压强减小，反应前后气体体积不变，平衡不动；B不符合；

C．反应是吸热反应，降低温度，平衡向放热反应方向进行，平衡逆向进行，C不符合；

D．反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向进行，平衡正向进行，D符合；

E．使用合适的催化剂，催化剂只改变反应速率，不改变平衡，E不符合；

F．设法减少CO的浓度，减少生成物浓度平衡正向进行，F符合；

答案为：吸热反应；DF；

（2）反应速率随温度变化，温度越高，反应速率越大，所以反应速率①大，选A．

Ⅱ、（1）Na₂FeO₂+NaNO₂+H₂O→NaFeO₂+NH₃↑+NaOH中，铁元素化合价从+2价变化为+3价，氮元素化合价从+3价变化为-3价，Na₂FeO₂～NaFeO₂～e^－，NaNO₂～NH₃～6e^－,依据电子守恒Na₂FeO₂的配平系数为6，NaFeO₂的配平系数为6，NaNO₂和NH₃的配平系数为1，依据原子守恒配平NaOH，配平系数为7，H₂O的配平系数为5，化学方程式为：

6Na₂FeO₂+NaNO₂+5H₂O=6NaFeO₂+NH₃↑+7NaOH，

答案为：6Na₂FeO₂+NaNO₂+5H₂O=6NaFeO₂+NH₃↑+7NaOH；

（2）①硝酸的浓度越大，气体生成物中二氧化氮的含量越高，只在硝酸浓度较低时，产物中才会出现氮气，答案为：硝酸浓度越大，其还原产物中氮元素的价态越高；

②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，浓硝酸具有易挥发，见光分解，生成产物污染空气等性质，答案为：硝酸易挥发，不稳定，见光易分解，故不易操作，生成物对环境污染严重；

（3）金属（M）的腐蚀是因为发生反应：M-ne^－→Mn^＋，防止腐蚀是避免金属失电子腐蚀反应；

A．在铁中掺入铬等金属制成不锈钢，原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物．这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，防止进一步地氧化．这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面．而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种“钝化膜“，继续起保护作用，A符合；

B．在铁制品表面镀锌，锌比铁活泼做原电池负极，铁做正极被保护，B符合；

C．提高铁中含碳量，制成生铁，含碳越高，碳和铁在电解质溶液中越易形成原电池，铁做负极被腐蚀，C不符合；

D．将水库铁闸门与直流电源的负极相连，形成电解池，闸门做阴极被保护，D符合；

选ABD．

考点：化学平衡常数的含义；氧化还原反应方程式的配平；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；金属防护的常用方法