Question

【題目】臭氧是一種強氧化劑，常用于消毒、滅菌等。

（1）O3與KI溶液反應生成的兩種單質是____和____(填分子式)。

（2）已知①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)＝2H2（g）+ O2（g） ΔH1=+571.6kJ·mol–1

②焦炭與水反應制氫：C（s）+ H2O(g) ＝CO（g）+ H2（g）ΔH2=+131.3kJ·mol–1

③甲烷與水反應制氫：CH4（g）+ H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=+206.1kJ·mol–1

則反應CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的ΔH=_______________kJ·mol–1

（3）O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間(t)如表所示。已知:O3的起始濃度為 0.021 6 mol/L。

pH t /min T/℃	3.0	4.0	5.0	6.0
20	301	231	169	58
30	158	108	48	15
50	31	26	15	7

①pH增大能加速O3分解，表明對O3分解起催化作用的微粒是____。

②在30 ℃、pH=4.0條件下，O3的分解速率為_____mol/(L·min)。

③據表中的遞變規(guī)律，推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為_____(填字母)。

a.40 ℃、pH=3.0 b.10 ℃、pH=4.0 c.30 ℃、pH=7.0

（4）O3可由臭氧發(fā)生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為____(填“A”或“B”)，其電極反應式為_________________________。

②若C處通入O2，則A極的電極反應式為________，右室pH變化___________(填升高、降低、不變)

Answer 1

【答案】 I2 O2 +74.8 OH- 1.00×10-4 b、a、c A 2H++2e-=H2↑ O2+4H++4e-=2H2O 降低

【解析】（1）O3與KI溶液反應生成的兩種單質，根據原子守恒可知應該是I2、O2。（2）已知

①2H2O(l)＝2H2（g）+O2（g） ΔH1=+571.6kJ·mol–1

②C（s）+H2O(g)＝CO（g）+H2（g）ΔH2=+131.3kJ·mol–1

③CH4（g）+H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=+206.1kJ·mol–1

則根據蓋斯定律可知③－②即得到反應CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的焓變ΔH=+74.8kJ·mol–1；

（3）①pH增大能加速O3分解，pH越大，氫氧根濃度越大，所以表明對O3分解起催化作用的微粒是OH－。②根據表中數據可知在30℃、pH=4.0條件下，O3的分解速率為=0.0108mol/L÷108min=1.00×10－4mol/（Lmin）；③由表中數據可知，40℃、pH=3.0時，所需時間在31min～158min之間；10℃、pH=4.0時，所需時間＞231min；30℃、pH=7.0時，所需時間＜7min，則分解速率依次增大的順序為b、a、c；（4）①由圖可知，B極生成O2、O3，B極發(fā)生氧化反應，電解池陽極發(fā)生氧化反應，故A為陰極，電極反應為2H++2e－=H2↑；②C處通入O2，O2發(fā)生還原反應，在酸性條件下生成水，電極反應式為O2+4H++4e－=2H2O；右室氫氧根放電，破壞水的電離平衡，氫離子濃度增大，pH降低。