Question

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發(fā)生的主要反應為：

Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g）  △H= －28．5 kJ·（mol^－1

（1）已知：C（石墨）+CO₂ （g）2CO（g）  △H= + 172．5 kJ·mol^－1

則反應：Fe₂O₃ （S） +3C（石墨）2Fe（s）+3CO（g）  △H=         kJ·mol^－1

（2）冶煉鐵反應  Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g） △H=－28．5 kJ·mol^－1的平衡常數(shù)表達式K=          ，溫度降低后，K值           ．（填“增大”、“不變”或“減小”）。

（3）在T^oC時,該反應的平衡常數(shù)K=27,在1L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應經(jīng)過一段時間后達到平衡.

	Fe2 O3	CO	Fe	CO2
甲容器	1．0 mol	1．0 mol	1．0 mol	1．0 mol
乙容器	1．0 mol	2．0 mol	1．0 mol	1．0 mol

 

①甲容器中CO的平衡轉化率為

②下列說法正確的是       （填字母）。

a．乙容器中CO的平衡轉化率小于甲容器

b．甲、乙容器中，CO₂的平衡濃度之比為2：3

c．當容器內(nèi)氣體壓強保持不變時，標志反應達到平衡狀態(tài)

d．當容器中氣體密度保持不變時，標志反應達到平衡狀態(tài)

（4）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎，請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題。

①下列哪個裝置可防止鐵棒被腐蝕    （填編號）。

②在實際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖：A電極對應的金屬是      （寫元素名稱），B電極的電極反應式是        。

③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因                        。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）(2分)489

（2）（2分）（1分）；增大（1分）

（3）75%（1分）；b，d(2分)

（4）（7分）BD（2分）；銅（1分）；Cu²⁺+2e‾=Cu （2分）

鋅、鐵、銅金屬活潑性依次減弱。鍍層破損后在潮濕空氣中形成原電池，鍍鋅鐵鐵為正極受到保護，而鍍銅鐵鐵做負極更容易被腐蝕。（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，要求反應的∆H與已知兩個反應∆H的關系為：∆H = ∆H₁ +3∆H₂,代入數(shù)據(jù)可得結果。

（2）Fe₂O₃ 、Fe為固體，所以平衡常數(shù)表達式只含氣體CO、CO₂ ；該反應正反應放熱，所以降低溫度，化學平衡正向移動，平衡常數(shù)增大。

（3）①設轉化的CO濃度為x，按照三段式帶入數(shù)據(jù)：

Fe₂O₃（s）+3CO（g） 2Fe（s）+3CO₂（g）

初始濃度：            1.0                    1.0

轉化濃度：            x                       x

平衡濃度：           1.0-x                    1.0+ x

帶入平衡常數(shù)表達式：(1.0+x)³÷(1.0-x)³=27 得x=0.5,

CO的轉化率為：0.5÷1.0×100%=50%

②按照①的計算方法可求出乙容器中CO轉化率為62.5%，故a項錯誤；甲容器CO₂ 平衡濃度為1.5mol•L‾¹, 乙容器CO₂ 平衡濃度為2.25mol•L‾¹,可得濃度之比為2:3,b項正確；本反應氣體系數(shù)不變，所以壓強保持不變，不能說明反應達到平衡，c項錯誤；當容器中氣體密度保持不變時，說明氣體質(zhì)量不再變化，反應達到平衡，d項正確。

（4）B中鐵為原電池的正極，D中鐵為電解池的陰極，可防止鐵棒被腐蝕；銅為鍍層金屬，為陽極材料，陰極為Cu²⁺得電子，鍍層破損后，形成原電池，若鐵為正極可防止腐蝕，若鐵為負極則加快腐蝕速度。

考點： 本題考查蓋斯定律、平衡常數(shù)以及原電池、電解池原理。