Question

（1）O₃在水中易分解，一定条件下，O₃的浓度减少一半所需的时间（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，表明对O₃分解起催化作用的是

 

．
②据表中的递变规律，推测O₃在下列条件下分解速率依次增大的顺序为

 

（填代号）
a． 40°C、pH=3.0      b． 10°C、pH=4.0       c． 30°C、pH=7.0
（2）向一容积为2升的密闭容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体，一定条件下发生某种反应．现有两个图象分别对该反应的情况进行描述：
图1表示各物质的浓度随时间的变化情况，其中t₀～t₁阶段c（B）未画出；
图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t₂、t₃、t₄各改变一种不同的条件（其中t₂改变的条件是加入某种催化剂）；（说明：图1中实线表示反应进程）
①你认为t₃时改变的条件是

 

（填写“加压”或“减压”），B的起始物质的量为

 

mol；
②各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

时间段	t1～t2	t2～t3	t3～t4	t5～t6
平衡常数	K1	K2	K3	K4

用“＞、＜、=”符号来表达K₁、K₂、K₃、K₄之间的关系

 

　写此条件下该反应的热化学方程式

 

（3）工业上一般采用CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）反应合成甲醇．
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数的数值：

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①某温度下，将1mol CO和4mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.1mol/L，则CO的转化率为

 

，此时的温度

 

250℃（填“＞”、“＜”、“=”）
②如图3是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结示意图，则a处通入的是

 

（填“甲醇”或“氧气”），b处电极上发生的电极反应是：

 

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学电源新型电池,化学平衡常数的含义,化学反应速率的影响因素

专题：化学平衡专题,化学反应速率专题,电化学专题

分析：（1）①增大pH，反应速率增大，说明OH^-的浓度对反应速率有影响；
②根据表中数据可知，温度越高，pH越大，反应速率越大，以此进行比较；
（2）①t₃时正逆反应速率都减小，应减小压强，且正逆反应速率相等，说明平衡不移动，反应物气体的化学计量数之和等于生成物气体的化学计量数之和；
根据图1可以知道，A的物质的量的浓度减小了0.2mol/L，C增加了0.3mol/L，故B为反应物，且B的物质的量减少0.1mol/L，所以B起始物质的量为（0.4+0.1）×2=1.0mol；
②该反应的化学方程式为2A+B?3C，t₄为升高温度所致，由图可以知道，温度升高逆反应的变化程度大于正反应的程度，所以该反应为放热反应，催化剂不可以改变化学平衡，温度不变平衡常数不变；
（3）①利用三段式法计算平衡时各物质的浓度，以此可计算转化率和平衡常数；
②由电子的流动方向可知a为正极，b为负极，负极甲醇被氧化生成CO₃^2-．

解答： 解：（1）①pH增大，说明OH^-的浓度增大，这表明对O₃分解起催化作用的是OH^-，故答案为：OH^-；
②50°C、pH=3.0，O₃的浓度减少一半所需的时间31min，即 40°C、pH=“3.0“，O₃的浓度减少一半所需的时间大于31min，而30°C、pH=6.0，O₃的浓度减少一半所需的时间为15min，所以30°C、pH=7.0，O₃的浓度减少一半所需的时间小于15min，故O₃的分解速率按依次增大的顺序为b a c，故答案为：b a c；
（2）①t₃时，正逆反应都同时减少，所以t₃时改变的条件是减压，根据图1可以知道，A的物质的量的浓度减小了0.2mol/L，C增加了0.3mol/L，故B为反应物，且B的物质的量减少0.1mol/L，所以B起始物质的量为（0.4+0.1）×2=1.0mol，故答案为：减压；1.0；
②该反应的化学方程式为2A+B?3C，t₄为升高温度所致，由图可以知道，温度升高逆反应的变化程度大于正反应的程度，所以该反应为放热反应，催化剂不可以改变化学平衡，温度不变平衡常数不变，所以K₁、K₂、K₃、K₄之间的关系为K₁=K₂=K₃＞K₄，
t₃时正逆反应速率都减小，应减小压强，且正逆反应速率相等，说明平衡不移动，反应物气体的化学计量数之和等于生成物气体的化学计量数之和，根据图1可以知道，A的物质的量的浓度减小了0.2mol/L，C增加了0.3mol/L，则反应的方程式为2A（g）+B（g）3C（g），反应为放热反应，
则此条件下该反应的热化学方程式为2A（g）+B（g）3C（g）△H=-a kJ?mol^-1（a＞0），
故答案为：K₁=K₂=K₃＞K₄；2A（g）+B（g） 3C（g）△H=-a  kJ?mol^-1；
（3）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），某温度下，将1mol CO和4mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.1 mol/L，则CO的转化率=

1-0.1×2

1

×100%=80%，K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

=

0.4

0.1×1.2×1.2

=2.78，该反应为放热反应，因为表中的数据为温度越大，K越小，所以该温度小于250℃，
故答案为：80%；＜；
②从图可以看出，电子从b流向a，所以a为正极，b为负极，即a通入的是氧气，b通入的为甲醇，b处电极上发生的电极反应是：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃ ^2-+6H₂O，
故答案为：氧气； CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．

点评：本题考查了化学平衡、原电池，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型，该题考查的知识面比较广，综合性强，有一定的难度．