Question

I．設反應①Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數為K₁。反應 ②Fe(s)+H₂O(g) FeO(s)+H₂(g)的平衡常數為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）現有反應③CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g)，這是一個     (填“吸”或“放”)熱反應，要使平衡③向右移動，可采取的措施有      (填序號)。
A．縮小反應容器容積
B．擴大反應容器容積
C．降低溫度
D．升高溫度
E．使用合適的催化劑
F．設法減少CO的量
（2）若反應Fe(s)+CO₂(g) FeO(s)+CO(g)在溫度T₁下進行；Fe(s)+H₂O(g) FeO(s)+H₂(g)在溫度T₂下進行，已知T₁＞T₂，且c(CO₂)＞c(H₂O)(其他條件均相同)，則兩者的反應速率       (填序號)。
A．前者大     B．后者大     C．一樣大     D．無法判斷
II．（1）鋼鐵的表面發藍、發黑處理是常用的防腐方法。請配平主要反應的方程式：
□Na₂FeO₂+□NaNO₂+□H₂O=□NaFeO₂+□NH₃↑+□NaOH
（2）鋼鐵經冷、濃HNO₃處理后“鈍化”能達到防腐目的，不同濃度的HNO₃與鐵反應的還原產物很復雜，其分布曲線如圖。

①圖示可知，分析HNO₃與鐵反應的規律是             。
②工業上一般不用冷濃硝酸進行鐵表面處理，其可能的原因是         。
（3）金屬(M)的腐蝕是因為發生反應：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)
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．將水庫鐵閘門與直流電源的負極相連

Answer 1

I．（1）吸熱（2分）D、F（2分）
（2）A（2分）
Ⅱ．（1）6Na₂FeO₂＋NaNO₂＋5H₂O=6NaFeO₂＋NH₃＋7NaOH（2分）
（2）①硝酸的濃度越大，其還原產物中氮元素化合價越高（2分）
（其它合理答案均給分，如硝酸的濃度越大，氣體生成物中二氧化氮的含量越高；或者，只有硝酸濃度較低時，產物中才會出現氮氣；等等）
②硝酸易揮發，且不穩定，見光易分解，故不易操作（1分）生成物對環境污染嚴重（1分）
（3）A、B、D（2分）
（對一個或兩個給1分，全對給2分，但只要出現C不給分）

解析試題分析：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=，依據圖表平衡常數數據分析，溫度升高增大，說明平衡正向進行，反應是吸熱反應；③H₂（g）+CO₂（g）CO（g）+H₂O（g）反應是吸熱反應，反應前后氣體體積不變，要使反應在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動，則
A．縮小反應容器容積實質增大壓強，反應前后氣體體積不變，平衡不動；A不符合；
B．擴大反應容器容積，壓強減小，反應前后氣體體積不變，平衡不動；B不符合；
C．反應是吸熱反應，降低溫度，平衡向放熱反應方向進行，平衡逆向進行，C不符合；
D．反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應方向進行，平衡正向進行，D符合；
E．使用合適的催化劑，催化劑只改變反應速率，不改變平衡，E不符合；
F．設法減少CO的濃度，減少生成物濃度平衡正向進行，F符合；
答案為：吸熱反應；DF；
（2）反應速率隨溫度變化，溫度越高，反應速率越大，所以反應速率①大，選A．
Ⅱ、（1）Na₂FeO₂+NaNO₂+H₂O→NaFeO₂+NH₃↑+NaOH中，鐵元素化合價從+2價變化為+3價，氮元素化合價從+3價變化為-3價，Na₂FeO₂～NaFeO₂～e^－，NaNO₂～NH₃～6e^－,依據電子守恒Na₂FeO₂的配平系數為6，NaFeO₂的配平系數為6，NaNO₂和NH₃的配平系數為1，依據原子守恒配平NaOH，配平系數為7，H₂O的配平系數為5，化學方程式為：
6Na₂FeO₂+NaNO₂+5H₂O=6NaFeO₂+NH₃↑+7NaOH，
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，產物中才會出現氮氣，答案為：硝酸濃度越大，其還原產物中氮元素的價態越高；
②工業上一般不用冷濃硝酸進行鐵表面處理，濃硝酸具有易揮發，見光分解，生成產物污染空氣等性質，答案為：硝酸易揮發，不穩定，見光易分解，故不易操作，生成物對環境污染嚴重；
（3）金屬（M）的腐蝕是因為發生反應：M-ne^－→Mn^＋，防止腐蝕是避免金屬失電子腐蝕反應；
A．在鐵中摻入鉻等金屬制成不銹鋼，原因是用鉻對鋼進行合金化處理時，把表面氧化物的類型改變成了類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表面，防止進一步地氧化．這種氧化層極薄，透過它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨特的表面．而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會和大氣反應進行自我修理，重新形成這種“鈍化膜“，繼續起保護作用，A符合；
B．在鐵制品表面鍍鋅，鋅比鐵活潑做原電池負極，鐵做正極被保護，B符合；
C．提高鐵中含碳量，制成生鐵，含碳越高，碳和鐵在電解質溶液中越易形成原電池，鐵做負極被腐蝕，C不符合；
D．將水庫鐵閘門與直流電源的負極相連，形成電解池，閘門做陰極被保護，D符合；
選ABD．
考點：化學平衡常數的含義；氧化還原反應方程式的配平；化學反應速率的影響因素；化學平衡的影響因素；金屬防護的常用方法