Question

【题目】按要求回答下列问题：

（1）深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌（该还原菌最佳生存环境在pH为7～8之间）作用下，能被 SO42－腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示， 写出正极的电极反应式__________。

（2）在1800K时

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

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

则反应：2Fe3O4(s)+1/2O2(g)=3Fe2O3(s) 的△H 为____kJ/mol

（3）Fe3+和I－在水溶液中的反应如下：2I－+ 2Fe3+2Fe2+ +I2（在水溶液中）。298K 时，向 5mL0.1mol/L的 KI 溶液中滴加 0.1 mol/L FeCl3 溶液，得到 c(Fe2+)与加入FeCl3 溶液体积关系如下图所示：该温度下滴加 5mLFeCl3溶液时，Fe3+的平衡转化率 =____ %， 平衡常数 K=_____

（4）在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：

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

该温度下，若向同容积的另一容器中投的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L－1、3 mol·L－1、3 mol·L－1，则此时v正________(填大于小于等于v逆。由上表中的实验数据计算得到浓度-时间的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)-t的曲线是____________。在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_________________________。

Answer 1

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

【解析】

(1)由图示分析，正极是硫酸根离子发生还原反应，生成硫氢根离子；

(2)结合已知反应，根据盖斯定律计算反应热；

(3) 由图示可知，平衡时c(Fe2+)=4.010-2mol/L，

则Fe3+的平衡转化率 =100%=80%；

平衡时2I－+ 2Fe3+2Fe2+ +I2平衡常数 K===3200；

(4)①由表可以知道表可以知道25min反应达平衡状态，
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，
起始（mol/L）2 6 0
变化（mol/L） 1 3 2
平衡（mol/L） 1 3 2
此时平衡常数为：K==，根据Qc与K的大小平衡判断正逆反应速率的大小；
②由反应方程式可以知道：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，而n甲：n乙：n丙=3：1：2，所以表示c(N2)~t的曲线是乙；在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，相当于在原来基础上增加压强，平衡正向移动，所以比原平衡的两倍小，而且达平衡的时间缩短，由此分析解答。

（1）根据图示。正极得电子，发生还原反应，生成硫氢根离子，所以电极反应式为：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-；

故答案为：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

依据盖斯定律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；
故答案为：+39.2；

（3）由图示可知，平衡时c(Fe2+)=4.010-2mol/L，

则Fe3+的平衡转化率 =100%=80%；

平衡时2I－+ 2Fe3+2Fe2+ +I2平衡常数 K===3200；

故答案为：80 ；3200；

(4) ①由表可以知道表可以知道25min反应达平衡状态，
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，
起始（mol/L）2 6 0
变化（mol/L） 1 3 2
平衡（mol/L） 1 3 2
此时平衡常数为：K==，根据Qc==<K，所以平衡正向移动，即此时v正大于v逆，故答案为：大于；
②由反应方程式可以知道：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，而n（甲）：n（乙）：n（丙）=3：1：2，所以表示c(N2)~t的曲线是乙；在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，相当于在原来基础上增加压强，平衡正向移动，所以比原平衡的两倍小，而且达平衡的时间缩短，则应是点B，
故答案为：乙；B。