Question

化学反应的快慢和限度是人们研究的重要课题。请回答下列问题：

（1）钢铁在如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，

①Ⅱ情况腐蚀最慢的原因_______（用反应式表达）。

②Ⅰ情况为_________腐蚀（填“化学”或 “电化学”），

其中C电极反应式为___________。

（2）将等物质的量的N₂、H₂混合于2L的固定体积的密闭容器中，在一定条件下合成氨，经5min后达到平衡，其中c(N₂):c(H₂) = 3︰1；若将混合气体中氨气分离，恰好能与250mL 2mol/L的稀硫酸溶液反应生成正盐。

①5min内用NH₃表示的化学反应速率_____________。

②平衡后H₂的转化率是_________________________。

（3）在温度、容积固定时，下列叙述能说明N₂、H₂合成氨的反应已达到化学平衡状态的是________。

        a．容器内压强不再发生变化    b．v (N₂)_逆= 2v (NH₃)_正

        c．容器内气体密度不再变化   d．相同时间内消耗3mol H₂的同时消耗1mol N₂

Answer

Zn-2e- = Zn2+ 电化学或吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 01mol/(L·min) 75% a

【解析】（1）Ⅲ铁是化学腐蚀；Ⅰ、Ⅱ是原电池，Ⅰ中铁做负极、Ⅱ中铁做正极；（2）利用“三段式”计算；（3）根据平衡状态的定义分析。

解析：（1）Ⅰ、Ⅱ是原电池，Ⅰ中铁做负极、Ⅱ中铁做正极，Ⅲ铁是化学腐蚀；①Ⅱ构成原电池，铁做正极，锌做负极，Zn-2e- = Zn2+，所以铁腐蚀最慢。

②Ⅰ构成原电池，属于铁的吸氧腐蚀，是电化学腐蚀，其中C是正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。

（2）将混合气体中氨气分离，恰好能与250mL 2mol/L的稀硫酸溶液反应生成硫酸铵,则氨气的物质的量为1mol，氨气的浓度为0.5mol/L，设开始投入的氮气浓度为amol/L，则

(a-0.25 ):( a-0.75)= 3︰1，

a=1mol/L

①5min内用NH3表示的化学反应速率0.5 mol/L ÷5min=0.1mol/(L·min)。

②平衡后H2的转化率是0.75÷1×100%=75%。

（3）容器内气体物质的量为变量，压强不再发生变化，一定平衡，故a正确； 2v (N2)逆= v (NH3)正时一定平衡，故b错误；根据ρ=m÷v，密度是恒量，容器内气体密度不再变化，不一定平衡，故c错误；相同时间内消耗3mol H2的同时消耗1mol N2，都是正反应速率，故d错误。

点睛：钢铁主要是发生电化学腐蚀，钢铁在中性、碱性条件下发生吸氧腐蚀，钢铁在酸性条件下易发生析氢腐蚀。