Question

【題目】按要求回答下列問題：

（1）深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌（該還原菌最佳生存環境在pH為7～8之間）作用下，能被 SO42－腐蝕，其電化學腐蝕原理如下圖所示， 寫出正極的電極反應式__________。

（2）在1800K時

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

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

則反應：2Fe3O4(s)+1/2O2(g)=3Fe2O3(s) 的△H 為____kJ/mol

（3）Fe3+和I－在水溶液中的反應如下：2I－+ 2Fe3+2Fe2+ +I2（在水溶液中）。298K 時，向 5mL0.1mol/L的 KI 溶液中滴加 0.1 mol/L FeCl3 溶液，得到 c(Fe2+)與加入FeCl3 溶液體積關系如下圖所示：該溫度下滴加 5mLFeCl3溶液時，Fe3+的平衡轉化率 =____ %， 平衡常數 K=_____

（4）在773 K時，分別將2 mol N2和6 mol H2充入一個固定容積為1 L的密閉容器中，隨著反應的進行，氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應時間t的關系如下表：

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

該溫度下，若向同容積的另一容器中投的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L－1、3 mol·L－1、3 mol·L－1，則此時v正________(填大于小于等于v逆。由上表中的實驗數據計算得到濃度-時間的關系可用下圖中的曲線表示，表示c(N2)-t的曲線是____________。在此溫度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，則反應剛達到平衡時，表示c(H2)-t的曲線上相應的點為_________________________。

Answer 1

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

【解析】

(1)由圖示分析，正極是硫酸根離子發生還原反應，生成硫氫根離子；

(2)結合已知反應，根據蓋斯定律計算反應熱；

(3) 由圖示可知，平衡時c(Fe2+)=4.010-2mol/L，

則Fe3+的平衡轉化率 =100%=80%；

平衡時2I－+ 2Fe3+2Fe2+ +I2平衡常數 K===3200；

(4)①由表可以知道表可以知道25min反應達平衡狀態，
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，
起始（mol/L）2 6 0
變化（mol/L） 1 3 2
平衡（mol/L） 1 3 2
此時平衡常數為：K==，根據Qc與K的大小平衡判斷正逆反應速率的大小；
②由反應方程式可以知道：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)變化量之比等于對應物質的化學計量數之比，而n甲：n乙：n丙=3：1：2，所以表示c(N2)~t的曲線是乙；在此溫度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，相當于在原來基礎上增加壓強，平衡正向移動，所以比原平衡的兩倍小，而且達平衡的時間縮短，由此分析解答。

（1）根據圖示。正極得電子，發生還原反應，生成硫氫根離子，所以電極反應式為：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-；

故答案為：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

依據蓋斯定律①×3-②×2得到：
2Fe3O4(s)+1/2O2(g)=3Fe2O3(s) △H=3（-354.2kJ/mol）-2（-550.9kJ/mol）=+39.2kJ/mol；
故答案為：+39.2；

（3）由圖示可知，平衡時c(Fe2+)=4.010-2mol/L，

則Fe3+的平衡轉化率 =100%=80%；

平衡時2I－+ 2Fe3+2Fe2+ +I2平衡常數 K===3200；

故答案為：80 ；3200；

(4) ①由表可以知道表可以知道25min反應達平衡狀態，
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，
起始（mol/L）2 6 0
變化（mol/L） 1 3 2
平衡（mol/L） 1 3 2
此時平衡常數為：K==，根據Qc==<K，所以平衡正向移動，即此時v正大于v逆，故答案為：大于；
②由反應方程式可以知道：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)變化量之比等于對應物質的化學計量數之比，而n（甲）：n（乙）：n（丙）=3：1：2，所以表示c(N2)~t的曲線是乙；在此溫度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，相當于在原來基礎上增加壓強，平衡正向移動，所以比原平衡的兩倍小，而且達平衡的時間縮短，則應是點B，
故答案為：乙；B。