Question

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發生的主要反應為：
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,反應經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．當容器內氣體壓強保持不變時，標志反應達到平衡狀態
d．當容器中氣體密度保持不變時，標志反應達到平衡狀態
（4）鋼鐵工業是國家工業的基礎，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

（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）

試題分析：（1）根據蓋斯定律，要求反應的?H與已知兩個反應?H的關系為：?H = ?H₁ +3?H₂,代入數據可得結果。
（2）Fe₂O₃、Fe為固體，所以平衡常數表達式只含氣體CO、CO₂；該反應正反應放熱，所以降低溫度，化學平衡正向移動，平衡常數增大。
（3）①設轉化的CO濃度為x，按照三段式帶入數據：
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。