Question

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
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
则反应：Fe₂O₃（S） +3C（石墨）2Fe（s）+3CO（g） △H=        kJ·mol^－1
（2）冶炼铁反应  Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g） △H=－28．5 kJ·mol^－1的平衡常数表达式K=          ，温度降低后，K值          ．（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在T^oC时,该反应的平衡常数K=27,在1L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡.

	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的平衡转化率为
②下列说法正确的是      （填字母）。
a．乙容器中CO的平衡转化率小于甲容器
b．甲、乙容器中，CO₂的平衡浓度之比为2：3
c．当容器内气体压强保持不变时，标志反应达到平衡状态
d．当容器中气体密度保持不变时，标志反应达到平衡状态
（4）钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
①下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀   （填编号）。

②在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：A电极对应的金属是     （写元素名称），B电极的电极反应式是       。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因                       。

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）；铜（1分）；Cu²⁺+2e?="Cu" （2分）
锌、铁、铜金属活泼性依次减弱。镀层破损后在潮湿空气中形成原电池，镀锌铁铁为正极受到保护，而镀铜铁铁做负极更容易被腐蚀。（2分）

试题分析：（1）根据盖斯定律，要求反应的?H与已知两个反应?H的关系为：?H = ?H₁ +3?H₂,代入数据可得结果。
（2）Fe₂O₃、Fe为固体，所以平衡常数表达式只含气体CO、CO₂；该反应正反应放热，所以降低温度，化学平衡正向移动，平衡常数增大。
（3）①设转化的CO浓度为x，按照三段式带入数据：
Fe₂O₃（s）+3CO（g） 2Fe（s）+3CO₂（g）
初始浓度：            1.0                    1.0
转化浓度：            x                       x
平衡浓度：           1.0-x                    1.0+ x
带入平衡常数表达式：(1.0+x)³÷(1.0-x)³="27" 得x=0.5,
CO的转化率为：0.5÷1.0×100%=50%
②按照①的计算方法可求出乙容器中CO转化率为62.5%，故a项错误；甲容器CO₂平衡浓度为1.5mol?L?¹, 乙容器CO₂平衡浓度为2.25mol?L?¹,可得浓度之比为2:3,b项正确；本反应气体系数不变，所以压强保持不变，不能说明反应达到平衡，c项错误；当容器中气体密度保持不变时，说明气体质量不再变化，反应达到平衡，d项正确。
（4）B中铁为原电池的正极，D中铁为电解池的阴极，可防止铁棒被腐蚀；铜为镀层金属，为阳极材料，阴极为Cu²⁺得电子，镀层破损后，形成原电池，若铁为正极可防止腐蚀，若铁为负极则加快腐蚀速度。