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【题目】按要求回答下列问题:

(1)深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌(该还原菌最佳生存环境在pH为7~8之间)作用下,能被 SO42-腐蚀,其电化学腐蚀原理如下图所示, 写出正极的电极反应式__________

(2)在1800K时

2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H1=-354.2kJ/mol

3Fe(s)+O2(g)=Fe3O4(s) △H2=-550.9kJ/mol

则反应:2Fe3O4(s)+1/2O2(g)=3Fe2O3(s) 的△H 为____kJ/mol

(3)Fe3+和I在水溶液中的反应如下:2I+ 2Fe3+2Fe2+ +I2(在水溶液中)。298K 时,向 5mL0.1mol/L的 KI 溶液中滴加 0.1 mol/L FeCl3 溶液,得到 c(Fe2+)与加入FeCl3 溶液体积关系如下图所示:该温度下滴加 5mLFeCl3溶液时,Fe3+的平衡转化率 =____ %, 平衡常数 K=_____

(4)在773 K时,分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:

t/min

0

5

10

15

20

25

30

n(H2)/mol

6.00

4.50

3.60

3.30

3.03

3.00

3.00

n(NH3)/mol

0

1.00

1.60

1.80

1.98

2.00

2.00

该温度下,若向同容积的另一容器中投的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1,则此时v________(填大于小于等于v。由上表中的实验数据计算得到浓度-时间的关系可用下图中的曲线表示,表示c(N2)-t的曲线是____________。在此温度下,若起始充入4 mol N2和12 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_________________________

【答案】SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH- +39.2 80 3200 大于 B

【解析】

(1)由图示分析,正极是硫酸根离子发生还原反应,生成硫氢根离子;

(2)结合已知反应,根据盖斯定律计算反应热;

(3) 由图示可知,平衡时c(Fe2+)=4.010-2mol/L,

则Fe3+的平衡转化率 =100%=80%;

平衡时2I+ 2Fe3+2Fe2+ +I2平衡常数 K===3200;

(4)①由表可以知道表可以知道25min反应达平衡状态
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),
起始(mol/L)2 6 0
变化(mol/L) 1 3 2
平衡(mol/L) 1 3 2
此时平衡常数为:K==根据QcK的大小平衡判断正逆反应速率的大小
②由反应方程式可以知道N2(g)+3H2(g)2NH3(g)变化量之比等于对应物质的化学计量数之比nnn=3:1:2,所以表示c(N2)~t的曲线是乙在此温度下若起始充入4 mol N2和12 mol H2相当于在原来基础上增加压强平衡正向移动所以比原平衡的两倍小而且达平衡的时间缩短由此分析解答

(1)根据图示。正极得电子,发生还原反应,生成硫氢根离子,所以电极反应式为:SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-

故答案为:SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-

(2)①2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H1=-354.2kJ/mol

②3Fe(s)+O2(g)=Fe3O4(s) △H2=-550.9kJ/mol

依据盖斯定律①×3-×2得到:
2Fe3O4(s)+1/2O2(g)=3Fe2O3(s) H=3-354.2kJ/mol)-2-550.9kJ/mol)=+39.2kJ/mol;
故答案为:+39.2

(3)由图示可知,平衡时c(Fe2+)=4.010-2mol/L,

则Fe3+的平衡转化率 =100%=80%;

平衡时2I+ 2Fe3+2Fe2+ +I2平衡常数 K===3200;

故答案为:803200;

(4) ①由表可以知道表可以知道25min反应达平衡状态
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),
起始(mol/L)2 6 0
变化(mol/L) 1 3 2
平衡(mol/L) 1 3 2
此时平衡常数为:K==根据Qc==<K,所以平衡正向移动即此时v大于v,故答案为:大于
②由反应方程式可以知道N2(g)+3H2(g)2NH3(g)变化量之比等于对应物质的化学计量数之比n():n():n()=3:1:2,所以表示c(N2)~t的曲线是乙在此温度下若起始充入4 mol N2和12 mol H2相当于在原来基础上增加压强平衡正向移动所以比原平衡的两倍小而且达平衡的时间缩短则应是点B,
故答案为:乙;B。

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时间/s

0

1

2

3

4

5

n(NO2)/mol

0.040

0.020

0.010

0.005

0.005

0.005

(1)NO2表示0~2 s内该反应的平均速度___________.在第5 s时,NO2的转化率为_____。根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是_____________________

(2)上述反应在第3 s后达到平衡,能说明该反应已达到平衡状态的是______

a.单位时间内,消耗2 mol NO2的同时生成1 molN2O4

b.容器内压强保持不变

c.v(NO2)=2v(N2O4)

d.容器内密度保持不变

(3)2 s内,该反应_______(“吸收放出”) _______热量。

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