Question

（1）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）如下表所示．

t/min  pH 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分解起催化作用的是

 

．
②據(jù)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

 

（填代號）
a． 40°C、pH=3.0      b． 10°C、pH=4.0       c． 30°C、pH=7.0
（2）向一容積為2升的密閉容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生某種反應．現(xiàn)有兩個圖象分別對該反應的情況進行描述：
圖1表示各物質(zhì)的濃度隨時間的變化情況，其中t₀～t₁階段c（B）未畫出；
圖2為反應體系中反應速率隨時間變化的情況，且t₂、t₃、t₄各改變一種不同的條件（其中t₂改變的條件是加入某種催化劑）；（說明：圖1中實線表示反應進程）
①你認為t₃時改變的條件是

 

（填寫“加壓”或“減壓”），B的起始物質(zhì)的量為

 

mol；
②各階段平衡時對應的平衡常數(shù)如下表所示：

時間段	t1～t2	t2～t3	t3～t4	t5～t6
平衡常數(shù)	K1	K2	K3	K4

用“＞、＜、=”符號來表達K₁、K₂、K₃、K₄之間的關(guān)系

 

　寫此條件下該反應的熱化學方程式

 

（3）工業(yè)上一般采用CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）反應合成甲醇．
下表所列數(shù)據(jù)是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)的數(shù)值：

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①某溫度下，將1mol CO和4mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應達到平衡后，測得c（CO）=0.1mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為

 

，此時的溫度

 

250℃（填“＞”、“＜”、“=”）
②如圖3是甲醇燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液）的結(jié)示意圖，則a處通入的是

 

（填“甲醇”或“氧氣”），b處電極上發(fā)生的電極反應是：

 

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學電源新型電池,化學平衡常數(shù)的含義,化學反應速率的影響因素

專題：化學平衡專題,化學反應速率專題,電化學專題

分析：（1）①增大pH，反應速率增大，說明OH^-的濃度對反應速率有影響；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，pH越大，反應速率越大，以此進行比較；
（2）①t₃時正逆反應速率都減小，應減小壓強，且正逆反應速率相等，說明平衡不移動，反應物氣體的化學計量數(shù)之和等于生成物氣體的化學計量數(shù)之和；
根據(jù)圖1可以知道，A的物質(zhì)的量的濃度減小了0.2mol/L，C增加了0.3mol/L，故B為反應物，且B的物質(zhì)的量減少0.1mol/L，所以B起始物質(zhì)的量為（0.4+0.1）×2=1.0mol；
②該反應的化學方程式為2A+B?3C，t₄為升高溫度所致，由圖可以知道，溫度升高逆反應的變化程度大于正反應的程度，所以該反應為放熱反應，催化劑不可以改變化學平衡，溫度不變平衡常數(shù)不變；
（3）①利用三段式法計算平衡時各物質(zhì)的濃度，以此可計算轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)；
②由電子的流動方向可知a為正極，b為負極，負極甲醇被氧化生成CO₃^2-．

解答： 解：（1）①pH增大，說明OH^-的濃度增大，這表明對O₃分解起催化作用的是OH^-，故答案為：OH^-；
②50°C、pH=3.0，O₃的濃度減少一半所需的時間31min，即 40°C、pH=“3.0“，O₃的濃度減少一半所需的時間大于31min，而30°C、pH=6.0，O₃的濃度減少一半所需的時間為15min，所以30°C、pH=7.0，O₃的濃度減少一半所需的時間小于15min，故O₃的分解速率按依次增大的順序為b a c，故答案為：b a c；
（2）①t₃時，正逆反應都同時減少，所以t₃時改變的條件是減壓，根據(jù)圖1可以知道，A的物質(zhì)的量的濃度減小了0.2mol/L，C增加了0.3mol/L，故B為反應物，且B的物質(zhì)的量減少0.1mol/L，所以B起始物質(zhì)的量為（0.4+0.1）×2=1.0mol，故答案為：減壓；1.0；
②該反應的化學方程式為2A+B?3C，t₄為升高溫度所致，由圖可以知道，溫度升高逆反應的變化程度大于正反應的程度，所以該反應為放熱反應，催化劑不可以改變化學平衡，溫度不變平衡常數(shù)不變，所以K₁、K₂、K₃、K₄之間的關(guān)系為K₁=K₂=K₃＞K₄，
t₃時正逆反應速率都減小，應減小壓強，且正逆反應速率相等，說明平衡不移動，反應物氣體的化學計量數(shù)之和等于生成物氣體的化學計量數(shù)之和，根據(jù)圖1可以知道，A的物質(zhì)的量的濃度減小了0.2mol/L，C增加了0.3mol/L，則反應的方程式為2A（g）+B（g）3C（g），反應為放熱反應，
則此條件下該反應的熱化學方程式為2A（g）+B（g）3C（g）△H=-a kJ?mol^-1（a＞0），
故答案為：K₁=K₂=K₃＞K₄；2A（g）+B（g） 3C（g）△H=-a  kJ?mol^-1；
（3）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），某溫度下，將1mol CO和4mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應達到平衡后，測得c（CO）=0.1 mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率=

1-0.1×2

1

×100%=80%，K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

=

0.4

0.1×1.2×1.2

=2.78，該反應為放熱反應，因為表中的數(shù)據(jù)為溫度越大，K越小，所以該溫度小于250℃，
故答案為：80%；＜；
②從圖可以看出，電子從b流向a，所以a為正極，b為負極，即a通入的是氧氣，b通入的為甲醇，b處電極上發(fā)生的電極反應是：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃ ^2-+6H₂O，
故答案為：氧氣； CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．

點評：本題考查了化學平衡、原電池，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型，該題考查的知識面比較廣，綜合性強，有一定的難度．