Question

I．設(shè)反應(yīng)①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）的平衡常數(shù)為K₁．反應(yīng)  ②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）的平衡常數(shù)為K₂，在不同溫度下，K₁、K₂的值如下：

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

（1）現(xiàn)有反應(yīng)③CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），這是一個(gè)

 

（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)，要使平衡③向右移動(dòng)，可采取的措施有

 

（填序號(hào)）．
A．縮小反應(yīng)容器容積  B．?dāng)U大反應(yīng)容器容積    C．降低溫度
D．升高溫度    E．使用合適的催化劑    F．設(shè)法減少CO的量
（2）若反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）在溫度T₁下進(jìn)行；Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）在溫度T₂下進(jìn)行，已知T₁＞T₂，且c（CO₂）＞c（H₂O）（其他條件均相同），則兩者的反應(yīng)速率

 

 （填序號(hào)）．
A．前者大    B．后者大    C．一樣大  D．無(wú)法判斷
II．（1）鋼鐵的表面發(fā)藍(lán)、發(fā)黑處理是常用的防腐方法．請(qǐng)配平主要反應(yīng)的方程式：

 

Na₂FeO₂+

 

NaNO₂+

 

H₂O═

 

NaFeO₂+

 

NH₃↑+

 

NaOH
（2）鋼鐵經(jīng)冷、濃HNO₃處理后“鈍化”能達(dá)到防腐目的，不同濃度的HNO₃與鐵反應(yīng)的還原產(chǎn)物很復(fù)雜，其分布曲線(xiàn)如下圖．

①圖示可知，分析HNO₃與鐵反應(yīng)的規(guī)律是

 

．
②工業(yè)上一般不用冷濃硝酸進(jìn)行鐵表面處理，其可能的原因是

 

．
（3）金屬（M）的腐蝕是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)：M-ne^-→Mⁿ⁺，除了上述表面處理的方法外，下列方法也能起到防腐作用的是

 

 （填字母編號(hào)）
A．在鐵中摻入鉻等金屬制成不銹鋼  B．在鐵制品表面鍍鋅
C．提高鐵中含碳量，制成生鐵       D．將水庫(kù)鐵閘門(mén)與直流電源的負(fù)極相連．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系式，據(jù)此關(guān)系式及上表數(shù)據(jù)，也能推斷出反應(yīng)吸熱或是放熱；利用蓋斯定律計(jì)算，平衡常數(shù)，結(jié)合圖表中平衡常數(shù)隨溫度變化分析反應(yīng)熱量變化；依據(jù)化學(xué)平衡影響因素分析平衡移動(dòng)方向；
（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的變化分析判斷，已知T₁＞T₂，溫度越高反應(yīng)速率越大；
Ⅱ、（1）根據(jù)元素化合價(jià)變化，結(jié)合電子守恒、原子守恒分析化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)；
（2）①依據(jù)依據(jù)圖象曲線(xiàn)變化趨勢(shì)和變化特征，結(jié)合橫軸硝酸濃度和縱軸還原產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小變化分析判斷；
②濃硝酸具有易揮發(fā)，見(jiàn)光分解，生成產(chǎn)物污染空氣等性質(zhì)；
（3）防止金屬腐蝕的方法為原電池的犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)，電解池的陰極電保護(hù)，鍍上保護(hù)層，涂上隔離層，改變金屬結(jié)構(gòu)等措施分析．

解答：解：已知：①Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）；②Fe（s）+H₂O（g）?FeO（s）+H₂（g）；
利用蓋斯定律將①-②可得：③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
則K₃=

c(CO)c(H2O)

c(CO2)c(H2)

=

c(CO) c(CO2)

c(H2) c(H2O)

=

K1

K2

，依據(jù)圖表平衡常數(shù)數(shù)據(jù)分析，溫度升高

K1

K2

增大，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
③H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體體積不變，要使反應(yīng)在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則
A．縮小反應(yīng)容器容積實(shí)質(zhì)增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不動(dòng)； 故A不符合；
B．?dāng)U大反應(yīng)容器容積，壓強(qiáng)減小，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不動(dòng)；故B不符合；
C．反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡逆向進(jìn)行，故C不符合；
D．反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡正向進(jìn)行，故D符合；
E．使用合適的催化劑，催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變平衡，故E不符合；
F．設(shè)法減少CO的濃度，減少生成物濃度平衡正向進(jìn)行，故F符合；
故答案為：吸熱反應(yīng)；DF；
（2）反應(yīng)速率隨溫度變化，溫度越高，反應(yīng)速率越大，所以反應(yīng)速率①大，故選A．
Ⅱ、（1）Na₂FeO₂+NaNO₂+H₂O→NaFeO₂+NH₃↑+NaOH中，鐵元素化合價(jià)從+2價(jià)變化為+3價(jià)，氮元素化合價(jià)從+3價(jià)變化為-3價(jià)，Na₂FeO₂～NaFeO₂～e^-，NaNO₂～NH₃～6e^-
依據(jù)電子守恒Na₂FeO₂的配平系數(shù)為6，NaFeO₂的配平系數(shù)為6，NaNO₂和NH₃的配平系數(shù)為1，依據(jù)原子守恒配平NaOH，配平系數(shù)為7，H₂O的配平系數(shù)為5，化學(xué)方程式為：
6Na₂FeO₂+NaNO₂+5H₂O=6NaFeO₂+NH₃↑+7NaOH，故答案為：6Na₂FeO₂+NaNO₂+5H₂O=6NaFeO₂+NH₃↑+7NaOH；
（2）①硝酸的濃度越大，氣體生成物中二氧化氮的含量越高，只在硝酸濃度較低時(shí)，產(chǎn)物中才會(huì)出現(xiàn)氮?dú)猓�故答案為：硝酸濃度越大，其還原產(chǎn)物中氮元素的價(jià)態(tài)越高；
②工業(yè)上一般不用冷濃硝酸進(jìn)行鐵表面處理，濃硝酸具有易揮發(fā)，見(jiàn)光分解，生成產(chǎn)物污染空氣等性質(zhì)，
故答案為：硝酸易揮發(fā)，不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解，故不易操作，生成物對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；
（3）金屬（M）的腐蝕是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)：M-ne^-→Mⁿ⁺，防止腐蝕是避免金屬失電子腐蝕反應(yīng)；
A．在鐵中摻入鉻等金屬制成不銹鋼，原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí)，把表面氧化物的類(lèi)型改變成了類(lèi)似于純鉻金屬上形成的表面氧化物．這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面，防止進(jìn)一步地氧化．這種氧化層極薄，透過(guò)它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨(dú)特的表面．而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會(huì)和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理，重新形成這種“鈍化膜“，繼續(xù)起保護(hù)作用，故A符合；
B．在鐵制品表面鍍鋅，鋅比鐵活潑做原電池負(fù)極，鐵做正極被保護(hù)，故B符合；
C．提高鐵中含碳量，制成生鐵，含碳越高，碳和鐵在電解質(zhì)溶液中越易形成原電池，鐵做負(fù)極被腐蝕，故C不符合；
D．將水庫(kù)鐵閘門(mén)與直流電源的負(fù)極相連，形成電解池，閘門(mén)做陰極被保護(hù)，故D符合；
故選ABD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算應(yīng)用，平衡常數(shù)的計(jì)算判斷，蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，影響化學(xué)平衡的 因素分析，氧化還原反應(yīng)電子守恒方法配平的應(yīng)用，硝酸性質(zhì)的圖象分析，金屬的腐蝕與防護(hù)，題目難度較大．