Question

【題目】（1）世界水產養殖協會介紹了一種利用電化學原理凈化魚池中水質的方法，其裝置如圖所示。請寫出陰極的電極反應式 _________________________。

（2）甲醇可利用水煤氣合成：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0. 一定條件下，將1molCO和2molH2通入密閉容器中進行反應，當改變溫度或壓強時，平衡后CH3OH的體積分數 φCH3OH）變化趨勢如圖所示。下列說法正確的是___________。

A.狀態M，平衡時的CO轉化率為10%

B.圖中壓強的大小關系是a<b<c<d

C.恒溫恒壓時，在原平衡體系中再充入適量甲醇，重新平衡后體系中甲醇的體積分數不變

D.當體系中 n(CO)/n(H2)的值不隨時間變化時，體系達到平衡

（3）二氧化硫和碘水會發生如下二步反應:

	反應	活化能
第一步	SO2+I2+2H2O4H++SO42—+2I—	9.2kJ·mo1-1
第二步	I2+ I—I3 —	23.5kJ·mo1-1

一定條件下，1mol SO2分別加入到體積相同、濃度不同的碘水中，體系達到平衡后，H+、I3—、SO42—的物質的量隨n(I2)/n(SO2)的變化曲線如圖 (忽略反應前后的體積變化)。

①有人認為X點的I—濃度小于Y點，你認為該觀點是否正確________，原因是_________________。

②當n(I2)/n(SO2)=4時,請在下圖畫出體系中n (I—)反應時間的變化曲線。________

③化學興趣小組擬采用下述方法來測定I2+I—I3—的平衡常數（室溫條件下進行，實驗中溶液體積變化忽略不計)：

已知：I—和I3 —不溶于CCl4；:一定溫度下，碘單質在四氯化碳和水混合液體中，碘單質的濃度比值 即是一個常數(用Kd表示，稱為分配系數)，室溫條件下 Kd=85。實驗測得上層溶液中c(I3 —)=0.049mol/L，下層液體中c(I2)=0.085mol·L-1。結合上述數據，計算室溫條件下I2+ I—I3—的平衡常數K=_______(保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】2NO3－＋12H＋＋10e－=N2＋6H2OBC不正確圖中b線表示I3－，隨著n(I2)/n(SO2)的值增大，有利于I2＋I－I3－平衡向正反應方向移動，平衡后I－濃度降低961

【解析】

（1）根據電解的原理，陰極上得到電子，發生還原反應，根據裝置圖，NO3－在陰極上放電，電解質環境為酸性，因此陰極反應式為2NO3－＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O；（2）A、狀態M時，甲醇的體積分數為10%，令該條件下，消耗CO的物質的量為xmol，則平衡時CO的物質的量為(1－x)mol，混合氣體總物質的量為(3－2x)mol，因此有×100%=10%，解得x=7/8，則CO的轉化率為7/8，故A錯誤；B、根據圖像，從左向右甲醇的體積分數增大，說明平衡向正反應方向移動，根據勒夏特列原理，壓強大小關系是a<b<c<d，故B正確；C、容器為恒溫恒壓下，再充入適量甲醇，與平衡為等效平衡，則重新達到平衡后甲醇的體積分數不變，故C正確；D、因為是按照化學計量數投入，該比值始終保持不變，故D錯誤；（3）根據反應步驟，推出a為H＋，B為I3－，C為SO42－，①隨著n(I2)/n(SO2)的增加，說明在原來的基礎上增加I2的物質的量，第二步的平衡向正反應方向移動，I－的轉化率降低，因此該觀點不正確，原因是圖中b線表示I3－，隨著n(I2)/n(SO2)的值增大，有利于I2＋I－I3－平衡向正反應方向移動，平衡后I－濃度降低；②因為開始通入SO2為1mol，當n(I2)/n(SO2)=4時，n(I2)=4mol，生成I－物質的量最大值為2mol，但不能達到2mol，第一步的活化能小，反應速率快，第二步活化能大，反應速率較慢，因此圖像是；③平衡常數只受溫度的影響，四氯化碳的密度大于水，下層為I2(CCl4)，上層為I2(H2O)，根據Kd的定義，推出：=Kd，代入數值，計算出c[I2(H2O)]=0.001mol·L－1，10mL溶液中c(I3－)=0.049mol·L－1，物質的量為0.00049mol，反應的I－物質的量為0.00049mol，平衡時I－物質的量為(0.1×0.01－0.00049)mol=0.00051mol·L－1，則c(I－)=0.051mol·L－1，根據平衡常數的表達式，K==961。