题目内容

I.设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。反应 ②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
T(K)
K1
K2
973
1.47
2.36
1173
2.15
1.67
 
(1)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),这是一个     (填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有      (填序号)。
A.缩小反应容器容积
B.扩大反应容器容积
C.降低温度
D.升高温度
E.使用合适的催化剂
F.设法减少CO的量
(2)若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率       (填序号)。
A.前者大     B.后者大     C.一样大     D.无法判断
II.(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式:
□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH
(2)钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的,不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。

①图示可知,分析HNO3与铁反应的规律是             
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是         
(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是      (填字母编号)
A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢
B.在铁制品表面镀锌
C.提高铁中含碳量,制成生铁
D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连
I.(1)吸热(2分)D、F(2分)
(2)A(2分)
Ⅱ.(1)6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=6NaFeO2+NH3+7NaOH(2分)
(2)①硝酸的浓度越大,其还原产物中氮元素化合价越高(2分)
(其它合理答案均给分,如硝酸的浓度越大,气体生成物中二氧化氮的含量越高;或者,只有硝酸浓度较低时,产物中才会出现氮气;等等)
②硝酸易挥发,且不稳定,见光易分解,故不易操作(1分)生成物对环境污染严重(1分)
(3)A、B、D(2分)
(对一个或两个给1分,全对给2分,但只要出现C不给分)

试题分析:已知:①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g);②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g);利用盖斯定律将①-②可得:③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g);
则K3=,依据图表平衡常数数据分析,温度升高增大,说明平衡正向进行,反应是吸热反应;③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)反应是吸热反应,反应前后气体体积不变,要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,则
A.缩小反应容器容积实质增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不动;A不符合;
B.扩大反应容器容积,压强减小,反应前后气体体积不变,平衡不动;B不符合;
C.反应是吸热反应,降低温度,平衡向放热反应方向进行,平衡逆向进行,C不符合;
D.反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,平衡正向进行,D符合;
E.使用合适的催化剂,催化剂只改变反应速率,不改变平衡,E不符合;
F.设法减少CO的浓度,减少生成物浓度平衡正向进行,F符合;
答案为:吸热反应;DF;
(2)反应速率随温度变化,温度越高,反应速率越大,所以反应速率①大,选A.
Ⅱ、(1)Na2FeO2+NaNO2+H2O→NaFeO2+NH3↑+NaOH中,铁元素化合价从+2价变化为+3价,氮元素化合价从+3价变化为-3价,Na2FeO2~NaFeO2~e,NaNO2~NH3~6e,依据电子守恒Na2FeO2的配平系数为6,NaFeO2的配平系数为6,NaNO2和NH3的配平系数为1,依据原子守恒配平NaOH,配平系数为7,H2O的配平系数为5,化学方程式为:
6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=6NaFeO2+NH3↑+7NaOH,
答案为:6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=6NaFeO2+NH3↑+7NaOH;
(2)①硝酸的浓度越大,气体生成物中二氧化氮的含量越高,只在硝酸浓度较低时,产物中才会出现氮气,答案为:硝酸浓度越大,其还原产物中氮元素的价态越高;
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,浓硝酸具有易挥发,见光分解,生成产物污染空气等性质,答案为:硝酸易挥发,不稳定,见光易分解,故不易操作,生成物对环境污染严重;
(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne→Mn,防止腐蚀是避免金属失电子腐蚀反应;
A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢,原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物.这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化.这种氧化层极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面.而且,如果损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种“钝化膜“,继续起保护作用,A符合;
B.在铁制品表面镀锌,锌比铁活泼做原电池负极,铁做正极被保护,B符合;
C.提高铁中含碳量,制成生铁,含碳越高,碳和铁在电解质溶液中越易形成原电池,铁做负极被腐蚀,C不符合;
D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连,形成电解池,闸门做阴极被保护,D符合;
选ABD.
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