Question

回答下列問題：
（1）反應(yīng)A（g）+B（g）?C（g）+D（g）過程中的能量變化如圖一所示，判斷該反應(yīng)△H

 

0（填“＞”、“＜”、或“無法確定”）．
（2）在Al₂O₃、Ni催化下氣態(tài)甲酸發(fā)生下列反應(yīng)：甲酸（g）=CO （g）+H₂O （g）△H₁=+34.0kJ/mol  甲酸（g）=CO₂ （g）+H₂（g）△H₂=-7.0kJ/mol
則甲酸的分子式為

 

，在該條件下，氣態(tài)CO₂和氣態(tài)H₂ 反應(yīng)生成氣態(tài)CO和氣態(tài)H₂O的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）如圖二所示，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：
I若試管內(nèi)液面上升，則正極反應(yīng)：

 

．
II若試管內(nèi)液面下降，則發(fā)生

 

腐蝕．
III若溶液甲為水，溶液乙為海水，則鐵釘在

 

（填“甲”或“乙”）溶液中腐蝕的速度快．

Answer 1

考點：反應(yīng)熱和焓變,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)圖象中反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對大小判斷；
（2）根據(jù)原子守恒寫出甲酸的分子式；根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來書寫即可；
（3）生鐵中含有碳，鐵、碳和合適的電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，在弱酸性或中性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，在酸性條件下，鐵發(fā)生析氫腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）由圖可知反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則△H＜0，故答案為：＜；
（2）已知：①甲酸（g）=CO （g）+H₂O （g）△H₁=+34.0kJ/mol，
②甲酸（g）=CO₂ （g）+H₂（g）△H₂=-7.0kJ/mol，
反應(yīng)前后原子數(shù)守恒，則甲酸的分子式為CH₂O₂；
氣態(tài)CO₂和氣態(tài)H₂ 生成氣態(tài)CO和氣態(tài)H₂O的化學(xué)方程式為CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g）可以根據(jù)①-②得到，
所以△H=34.0kJ/mol-（-7.0kJ/mol）=+41.0kJ/mol，即CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g）△H=+41.0kJ/mol，
故答案為：CH₂O₂；CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g）△H=+41.0kJ/mol；
（3）若試管內(nèi)液面上升，說明電解質(zhì)環(huán)境是堿性或是中性，試管內(nèi)氣體因和水反應(yīng)而使其壓強減小，發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-═Fe²⁺，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，
若試管內(nèi)液面下降，說明金屬的腐蝕中生成氣體導(dǎo)致壓強增大，則金屬發(fā)生的是析氫腐蝕，溶液呈酸性，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe-2e^-═Fe²⁺，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4H⁺+4e^-═2H₂↑，
海水中存在電解質(zhì)溶液，F(xiàn)e在海水中容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以乙中腐蝕的速度快；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；析氫；乙．

點評：本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、鋼鐵的電化學(xué)腐蝕，注意酸性條件下鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，弱酸性或中性條件下鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，題目難度不大．