大氣中的部分碘源于O3對海水中Iˉ的氧化。將O3持續(xù)通入NaI酸性溶液溶液中進行模擬研究。

（1）O3將Iˉ氧化成I2的過程可發(fā)生如下反應：
①Iˉ（aq）+ O3（g）= IOˉ(aq) +O2（g）△H1
②IOˉ（aq）+H+(aq) HOI(aq) 　△H2
③HOI(aq) + Iˉ(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
④O3（g）+2Iˉ（aq）+2H+（aq）=　I2(aq) + O2（g）+ H2O(l) △H4
則△H3與△H1、△H2、△H4之間的關(guān)系是：△H3 =      。
（2）在溶液中存在化學平衡： I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)其平衡常數(shù)表達式為     。在反應的整個過程中I3ˉ物質(zhì)的量濃度變化情況是     。
（3）為探究溫度對I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) △H5 反應的影響。在某溫度T1下，將一定量的0.2 mol·L-1NaI酸性溶液置于密閉容器中，并充入一定量的O3（g）（O3氣體不足，不考慮生成物O2與 Iˉ反應），在t時刻，測得容器中I2（g）的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下，保持其它初始實驗條件不變，重復上述實驗，經(jīng)過相同時間測得I2（g）濃度，得到趨勢圖（見圖一）。則：

①若在T3時，容器中無O3， T4～T5溫度區(qū)間容器內(nèi)I2（g）濃度呈現(xiàn)如圖一所示的變化趨勢，則△H5     0(填＞、＝或＜)；該條件下在溫度為T4時，溶液中Iˉ濃度隨時間變化的趨勢曲線如圖二所示。在t2時，將該反應體系溫度上升到T5，并維持該溫度。請在圖2中畫出t2時刻后溶液中 Iˉ濃度變化總趨勢曲線。
②若在T3時，容器中還有O3，則T1～T2溫度區(qū)間容器內(nèi)I2（g）濃度呈現(xiàn)如圖一所示的變化趨勢，其可能的原因是     。（任寫一點）
（4）利用反應④和圖2的信息，計算0-t1時間段內(nèi)用I2(aq)表示的化學反應速率     。

（1）△H4-△H2-△H1；     （2）   ; 先增加后減�。�
（3）①＞ ；

②O3繼續(xù)氧化I-使溶液中I2濃度增加，使I2(aq) I2(g)平衡向正方向移動，氣體I2濃度增加；溶液溫度升高，使I2(aq) I2(g)△H>0，平衡向正方向移動，氣體I2濃度增加；（兩條理由任寫一點給2分）
(4)0.11/2t1 mol·L-1·min-1（2分）

解析試題分析：（1）觀察已知的4個熱化學方程式中的反應物和生成物，可以知道，由④式減②式減①式，即可得到③式，所以，△H3= △H4－△H2－△H1。
（2）依據(jù)平衡常數(shù)的定義可得反應I2(aq) + Iˉ(aq)I3ˉ(aq)的平衡常數(shù)表達式為：。已知O3將Iˉ氧化成I2的過程中可發(fā)生4個反應，所以在反應的整個過程中I3ˉ物質(zhì)的量濃度變化情況是：開始時隨著O3的通入，O3可以將I－氧化成I2，I2與I－結(jié)合形成I3－，從而使I3ˉ物質(zhì)的量濃度增大；由于O3具有極強氧化性，通入的O3還可以將I－氧化為IO－和氧氣，隨著O3的持續(xù)通入，O3將一部分I－氧化為IO－和氧氣，使I－消耗量增大，同時I2生成量減少，從而使I3－的濃度變小。
（3）①在T3時，容器中已無O3，所以從圖示可以知道，此時，溶液中只存在兩個平衡：I2（ag) I2（g)，和I2(aq) + Iˉ(aq)I3ˉ(aq) ，根據(jù)I2（ag) I2（g)△H>0，升高溫度，I2（ag)傾向于生成I2（g)，所以在不考慮其它因素時，I2(g)濃度會增加，但是從圖一T4→T5所示的I2(g)濃度變化曲線看，實際上升高溫度I2（g)濃度減少，那么只能判斷是溫度升高致使平衡I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) 正向移動，移動結(jié)果使I2(aq)濃度減小，從而導致I2（ag) I2（g)平衡逆向移動，使I2(g)濃度減小，由此可以判斷△H5＞0，I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)是吸熱反應。
要畫出t2時刻后溶液中 Iˉ濃度變化總趨勢曲線，必須首先確定曲線的起點、拐
點和終點，已知圖二所示的曲線是溫度在T4時，溶液中Iˉ濃度隨時間變化的趨勢曲線，根由曲線分析可知反應己達到平衡，在t2時，反應體系溫度上升到T5，并維持該溫度，是改變的反應條件（升高溫度），此時平衡必然會發(fā)生移動，所以T5溫度下曲線的起點就是T4溫度下曲線的終點，坐標位置應為（0.09，t2）。由于升高溫度加快反應速率，縮短達到平衡的時間，所以在T5溫度下，達到平衡所用的時間要比T4溫度下少，所以拐點出現(xiàn)所需時間比T4溫度下少。由于該反應是吸熱反應，升高溫度能使平衡I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)正向移動，從而使Iˉ濃度減小。結(jié)合圖二中的數(shù)據(jù)可知，T4溫度下Iˉ轉(zhuǎn)化濃度為0.11mol/L，轉(zhuǎn)化率為所以T5溫度下Iˉ的轉(zhuǎn)化率為一定大于55%，Iˉ的平衡濃度要小于0.09mol/L－(0.09mol/L×55%)≈0.04mol/L。所以拐點（平衡點）的位置坐標應在Iˉ濃度小于0.04mol/L處，終點與拐點（平衡點）在一條直線上。由此就可畫出t2時刻后溶液中 Iˉ濃度變化總趨勢曲線（見答案）。
②在T3時，容器中還有O3，則T1～T2溫度區(qū)間容器內(nèi)I2（g）濃度呈現(xiàn)如圖一所示的變化趨勢，可能是：a.由于容器中還有O3，O3繼續(xù)氧化I-使溶液中I2濃度增加，從而使I2(aq) I2(g)平衡向正方向移動，氣體I2濃度增加；b.體系的溫度升高，使I2(aq) I2(g)△H>0，平衡向正方向移動，從而氣體I2濃度增加。
（4）根據(jù)圖二所示Iˉ濃度的數(shù)據(jù)可計算出用Iˉ(aq)表示的化學反應速率：
V(I－) = ，再根據(jù)（1）中反應④的化學方程式中Iˉ(aq)與I2(aq)的化學計量數(shù)之比2 : 1，得出用I2(aq)表示的化學反應速率：V (I2) = 。
考點：化學反應與能量、化學反應速率、化學平衡

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2012年11月16日，5名男孩被發(fā)現(xiàn)死于貴州省畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)街頭垃圾箱內(nèi)，經(jīng)當?shù)毓膊块T初步調(diào)查，5名男孩是因在垃圾箱內(nèi)生火取暖導致CO中毒而死亡。
(1)CO中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素部分反應生成碳氧血紅蛋白，反應的化學方程式可表示為CO＋HbO2O2＋HbCO，實驗表明，c(HbCO)即使只有c(HbO2)的 ，也可造成人的智力損傷。已知t ℃時上述反應的平衡常數(shù)K＝200，吸入肺部O2的濃度約為1.0×10－2 mol·L－1，若使c(HbCO)小于c(HbO2)的，則吸入肺部CO的濃度不能超過______mol·L－1。
(2)有如下三個與CO相關(guān)的反應：
Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＝Q1，平衡常數(shù)K1
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　ΔH＝Q2，平衡常數(shù)為K2
H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝Q3，平衡常數(shù)為K3
在不同的溫度下K1、K2、K3的數(shù)值如下：

T/℃
K1
K2
K3
700
1.47
2.38
0.62
900
2.15
1.67
 
 
請回答下列問題：
①Q(mào)1、Q2、Q3的關(guān)系式：Q3＝________。
②K1、K2、K3的關(guān)系式：K3＝________，根據(jù)此關(guān)系式可計算出上表中900 ℃時，K3的數(shù)值為________(精確到小數(shù)點后兩位)。可進一步推斷反應H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)為________(填“放”或“吸”)熱反應，Q3________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。③改變條件使可逆反應H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)已經(jīng)建立的平衡逆向移動，可采取的措施有________。
A．縮小容器體積      B．降低溫度
C．使用催化劑   D．設法增加H2O(g)的量
E．升高溫度
(3)在一定條件下，使CO和O2的混合氣體13 g充分反應，所得混合氣體在常溫下與足量的Na2O2固體反應，結(jié)果固體增重7 g，則原混合氣體中CO的質(zhì)量是________g。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的清潔燃料氣，其儲運、燃燒安全性、理論燃燒溫度等性能指標均優(yōu)于液化石油氣，也可用作燃燒電池的燃料，具有很好的好展前景。
（1）已知H2、CO和CH3OCH3的燃燒熱(ΔH)分別為-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol，則工業(yè)上利用水煤氣成分按1:1合成二甲醚的熱化學方程式為    。
（2）工業(yè)上采用電浮遠凝聚法處理污水時，保持污水的pH在5.0，通過電解生成Fe(OH)3膠體，吸附不溶性雜質(zhì)，同時利用陰極產(chǎn)生的H2，將懸浮物帶到水面，利于除去。實驗室以二甲醚燃料電池模擬該方法設計的裝置如下圖所示：

①乙裝置以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，稀土金屬材料為電極。寫出該燃料電池的正極電極反應式                         ；下列物質(zhì)可用做電池熔融碳酸鹽的是                    。
A.MgCO3           B.Na2CO3           C.NaHCO3            D.(NH4)2CO3
②寫出甲裝置中陽極產(chǎn)物離子生成Fe(OH)3沉淀的離子方程式：                       。
③已知常溫下Kap[Fe(OH)3]=4.0×10—38，電解一段時間后，甲裝置中c(Fe3+)=          。
④已知：H2S的電離平衡常數(shù)：K1=9.1×10—8、K2=1.1×10—12；H2CO3的電離平衡常數(shù)：K1=4.31×10—7、K2=5.61×10—11。測得電極上轉(zhuǎn)移電子為0.24mol時，將乙裝置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中，下列各項正確的是
A．發(fā)生反應的離子方程式為：CO2+S2—+H2O=CO32—+H2S
B．發(fā)生反應的離子方程式為：CO2+S2—+H2O=HCO3—+HS—
C．c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
D．c(Na+)+c(H+)=2c(CO32—)+2c(S2—)+c(OH—)
E．c(Na+)>c(HCO3—)>c(HS—)>c(OH—)

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

大氣中的部分碘源于O3對海水中I－的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進行模擬研究。

(1)O3將I－氧化成I2的過程由3步反應組成：
①I－(aq)＋ O3(g)===IO－(aq)＋O2(g)　ΔH1
②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq)　ΔH2
③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)　ΔH3
總反應的化學方程式為_________________________________，其反應熱ΔH＝________。
(2)在溶液中存在化學平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3—(aq)，其平衡常數(shù)表達式為________。
(3) 為探究Fe2＋對O3氧化I－反應的影響(反應體系如上圖)，某研究小組測定兩組實驗中I3—濃度和體系pH，結(jié)果見下圖和下表。

編號
反應物
反應前pH
反應后pH
第1組
O3＋I－
5.2
11.0
第2組
O3＋I－＋Fe2＋
5.2
4.1
 

圖2
①第1組實驗中，導致反應后pH升高的原因是_____________________________
②圖1中的A為________。由Fe3＋生成A的過程能顯著提高I－的轉(zhuǎn)化率，原因是_____________________________________________
③第2組實驗進行18 s后，I3—濃度下降。導致下降的直接原因有(雙選)________。
A．c(H＋)減小　　　B．c(I－)減小   C．I2(g)不斷生成  D．c(Fe3＋)增加
(4)據(jù)圖2，計算3～18 s內(nèi)第2組實驗中生成I3—的平均反應速率(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應用前景。
（1）已知在常溫常壓下反應的熱化學方程式：
①CO（g）＋2H2（g）  CH3OH（g）　ΔH1＝－90 kJ·mol－1
②CO（g）＋H2O（g）  CO2（g）＋H2（g）ΔH2＝－41 kJ·mol－1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學方程式：_______________________。
（2）在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡時的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），平衡常數(shù)________。
（3）已知在T ℃時，CO（g）＋H2O（g）??CO2（g）＋H2（g）的平衡常數(shù)K＝0.32，在該溫度下，已知c始（CO）＝1 mol·L－1，c始（H2O）＝1 mol·L－1，某時刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則該反應________（填“已經(jīng)”或“沒有”）達到平衡，原因是___________________________________________。此時刻v正________v逆（填“>”或“<”）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應為
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反應達到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率的是________。(填序號)

A．升高溫度 B．增加碳的用量 C．加入催化劑 D．用CO吸收劑除去CO
(2)已知：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，則CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的焓變ΔH＝________。
(3)CO與H2在一定條件下可反應生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。甲醇是一種燃料，可利用甲醇設計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨作電極，該電池負極反應式為__________________________________。
若用該電池提供的電能電解60 mL NaCl溶液，設有0.01 mol CH3OH完全放電，NaCl足量，且電解產(chǎn)生的Cl2全部逸出，電解前后忽略溶液體積的變化，則電解結(jié)束后所得溶液的pH＝________。
(4)將一定量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2.0 L的恒容密閉容器中，發(fā)生以下反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。得到如下數(shù)據(jù)：
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
H2O
CO
H2
CO
 
900
1.0
2.0
0.4
1.6
3.0
 
通過計算求出該反應的平衡常數(shù)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)________。改變反應的某一條件，反應進行到t min時，測得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，反應的離子方程式為(用一個離子方程式表示)__________________________
(5)工業(yè)生產(chǎn)是把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后獲得的較純H2用于合成氨。合成氨反應原理為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。實驗室模擬化工生產(chǎn)，分別在不同實驗條件下反應，N2濃度隨時間變化如圖甲所示。

請回答下列問題：
①與實驗Ⅰ比較，實驗Ⅱ改變的條件為________________________________。
②實驗Ⅲ比實驗Ⅰ的溫度要高，其他條件相同，請在圖乙中畫出實驗Ⅰ和實驗Ⅲ中NH3濃度隨時間變化的示意圖。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：
反應Ⅰ：CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g）　ΔH1
反應Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH2
①上述反應符合“原子經(jīng)濟”原則的是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）。

溫度
250 ℃
300 ℃
350 ℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中數(shù)據(jù)判斷，ΔH1______0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）＝0.2 mol·L－1，則CO的轉(zhuǎn)化率為________，此時的溫度為________（從上表中選擇）。
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（l）＋3O2（g）=2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1
②2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O（g）=H2O（l）　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：__________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

隨著世界工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴重的問題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。

（1）如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖，若①變化是置換反應，則其化學方程式可為______________________________________；
圖中變化過程哪些是吸熱反應________（填序號）。
（2）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：
方法一　CO（g）＋2H2（g）??CH3OH（g）
方法二　CO2（g）＋3H2（g）??CH3OH（g）＋H2O（g）
在25℃、101 kPa下，1克甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ，寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：_____________________________________________；
某火力發(fā)電廠CO2的年度排放量是2 200萬噸，若將此CO2完全轉(zhuǎn)化為甲醇，則理論上由此獲得的甲醇完全燃燒放熱約是________kJ（保留三位有效數(shù)字）。
（3）金屬鈦冶煉過程中其中一步反應是將原料金紅石轉(zhuǎn)化：TiO2（金紅石）＋2C＋2Cl2高溫,TiCl4＋2CO　已知：C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）　ΔH＝－566 kJ·mol－1
TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（s）＋O2（g）　ΔH＝＋141 kJ·mol－1
則TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）=TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________。
（4）臭氧可用于凈化空氣，飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應。如：
6Ag（s）＋O3（g）=3Ag2O（s）　ΔH＝－235.8 kJ·mol－1，
已知：2Ag2O（s）=4Ag（s）＋O2（g）ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，
則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學方程式為_________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

運用化學反應原理知識在工業(yè)生產(chǎn)中有重要意義。
（1） 工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步反應生成尿素，兩步反應的能量變化示意圖如下：

則NH3(g)與CO2(g)反應生成尿素的熱化學方程式為___________          _____。
（2）工業(yè)生產(chǎn)中用CO可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，ΔH＝－90.1 kJ·mol－1   在一定壓強下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K＝_         ____(mol·L－1)－2；
③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
（3）工業(yè)生產(chǎn)中用SO2為原料制取硫酸
①利用原電池原理，用SO2、O2和H2O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負極的電極反應式___                ____________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應的電極反應式____          ______。

（4）工業(yè)生產(chǎn)中用氨水吸收SO2
若將等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應，寫出該反應的離子方程式       ，所得溶液呈       性。

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