（3）O3 可由臭氧发生器（原理如题29图）电解稀硫酸制得。 ①图中阴极为_____(填“A”或“B”)，其电极反应式为_____。 ②若C处通入O 2 ，则A极的电极反应式为_____.
③若C处不通入O 2 ，D、E处分别收集到xL和有yL气体(标准情况)，则E处收集的气体中O 3 所占的体积分数为_____。(忽略 O 3 的分解)。
解析：本题考察化学反应速率的概念、计算、外界条件对反应速率对影响以及有关电化学知识。 （1）臭氧是一种强氧化剂，能氧化I生成单质碘，方程式为O3＋2KI＋H2O=I2＋2KOH＋O2↑； （2）①pH增大，说明碱性增强，因此其催化剂作用的是OH；
②由表中数据可知，在30°C、pH=4.0条件下，O3的浓度减少一半所需的时间是108min，所以其反
－
－
0.0108mol?L?1?1.00?10?4mol?L?1?min?1； 应速率是
108min③由表中数据知温度越高，pH越大，反应速率越快，所以分解速率依次增大的顺序为b、a、c； （3）①溶液中－2价的O失去电子被氧化得到臭氧，在电解池中阳极失去电子，发生氧化反应，溶液中的阳离子在阴极得到电子，发生还原反应，因此A是阴极，B是阳极；溶液中只有阳离子氢离子，所以阴极电极反应式为2H＋2e=H2↑；
②若阴极通氧气，则氧气得到电子被还原成OH，然后结合溶液中氢离子生成水，方程式为O2＋4H
＋
－
＋
－
＋4e＝2H2O；
③由以上分析知D、E分别产生的气体是氢气和氧气、臭氧的混合气体。设臭氧的体积是nL，根据得
－
失电子守恒知
x?2yxny?n?2??6??4，解得n＝x－2y，所以臭氧的体积分数是。 22.422.422.4y答案：（1）O2 I2 （2）①OH； ②1.00×104
－
－
③b、a、c （3）①2H＋2e=H2↑
＋
－
②O2＋4H＋4e＝2H2O； ③
＋－
x?2y y17.（2011新课标全国）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题： （1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________；
（3）在溶积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300℃）；
下列说法正确的是________（填序号）
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)=②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 ③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
nAmol·L-1·min-1 lAn(H2)增大
n(CH3OH)（4）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______；
（5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为________、正极的反应式为________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为________（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）
解析：（1）氢气的燃烧热是-285.8kJ·mol-1，即每生成1mol的水就放出285.8kJ的能量，反之分解1mol的水就要消耗285.8kJ的能量，所以用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ；
（2）由CO（g）和CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式 ①CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝-283.0kJ·mol-1；
②CH3OH(l) ＋3/2O2(g)＝CO2(g)+2 H2O(l) △H＝-726.5kJ·mol-1；
可知②－①得到CH3OH(l) ＋O2(g)＝CO(g)+2 H2O(l) △H＝-443.5kJ·mol-1； （3）CO2和H2合成甲醇的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g)。由图像可知B曲线先
得到平衡，因此温度T2＞T1，温度高平衡时甲醇的物质的量反而低，说明正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，不利于甲醇的生成，平衡常数减小，即②错③正确；温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的物质的量为nAmol，此时甲醇的浓度为
nAmol?L?1，所以生成甲醇的平均速率为：2v(CH3OH)=
nA mol·L-1·min-1，因此①不正确；因为温度T2＞T1，所以A点的反应体系从T1变到T2时，2IA平衡会向逆反应方向移动，即降低生成物浓度而增大反应物浓度，所以④正确。
。
(5)在甲醇燃料电池中，甲醇失去电子，氧气得到电子，所以负极的电极反应式是CH3OH－6e＋H2O=CO2＋6H，正极的电极反应式是3/2O2＋6e＋6H=3H2O；甲醇的燃烧热是-726.5kJ·mol-1，所以该燃料电池
＋
－
＋
－
的理论效率为
702.1?100%?96.6%。 726.5答案：（1）2858； （2）CH3OH(l) ＋O2(g)＝CO(g)+2 H2O(l) △H＝-443.5kJ·mol-1； （3）③④； （4）1－a/2；
（5）CH3OH－6e＋H2O=CO2＋6H、3/2O2＋6e＋6H=3H2O、96.6%
18.（2011海南，9分）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2
约有三分之一与水反应。请回答下列问题：
（1）该反应的离子方程式为__________;
（2）估算该反应的平衡常数__________（列式计算）
（3）在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向________移动；
－
＋
－
＋
（4）如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将______（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡将向______________移动。
[答案](1)（2）
C起 0.09 0 0 0 C变 0.09×
；
(水视为纯液体)
1 0.03 0.03 0.03 3C平 0.06 0.03 0.03 0.03
；
（3）正反应方向；（4）增大，正反应方向 命题立意：平衡相关内容的综合考查
解析：题干中用“溶于水的Cl2约有三分之一与水反应”给出可逆反应
（该反应在教材中通常没提及可逆）；平衡常数的计算根据题中要求列三行式求算；平衡移动是因为H+的减少向正反应方向移动；增大压强将增大氯气的浓度，平衡向正反应方向移动。
【技巧点拨】平衡题在近年的高考题中比较平和，但新课标高考题今年引入了对过程呈现的考查，这是以后高考中应注意的。
19．(2011全国II卷28)（15分）（注意：在试题卷上作答无效）
反应aA(g)+bB(g)
催化剂 cC(g)（ΔH＜0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：
L) 浓度/(mol·6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0
3.00 2.00 A C 1.00 1.86 1.50 0.76 0.62
1.00 0.50 5.0 10.0 15.0 20.0 0.0 5.0 10.0 15.0 0.0 10.0 15.0 时间/min
I
Ⅱ
Ⅲ
B －10.0
回答问题：
(1） 反应的化学方程式中，a:b:c为_____________;
(2）A的平均反应速率vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为_________； (3）B的平衡转化率αI(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是_____,其值是__________;
(4） 由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是________________,采取的措施是____________; (5） 比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低：T2 T3(填“>”“<”“=”），判断的理由是_________________________________________;
(6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。