Question

【題目】（1）世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。請寫出陰極的電極反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)改變溫度或壓強(qiáng)時(shí)，平衡后CH3OH的體積分?jǐn)?shù) φCH3OH）變化趨勢如圖所示。下列說法正確的是___________。

A.狀態(tài)M，平衡時(shí)的CO轉(zhuǎn)化率為10%

B.圖中壓強(qiáng)的大小關(guān)系是a<b<c<d

C.恒溫恒壓時(shí)，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?jǐn)?shù)不變

D.當(dāng)體系中 n(CO)/n(H2)的值不隨時(shí)間變化時(shí)，體系達(dá)到平衡

（3）二氧化硫和碘水會發(fā)生如下二步反應(yīng):

	反應(yīng)	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(dá)到平衡后，H+、I3—、SO42—的物質(zhì)的量隨n(I2)/n(SO2)的變化曲線如圖 (忽略反應(yīng)前后的體積變化)。

①有人認(rèn)為X點(diǎn)的I—濃度小于Y點(diǎn)，你認(rèn)為該觀點(diǎn)是否正確________，原因是_________________。

②當(dāng)n(I2)/n(SO2)=4時(shí),請?jiān)谙聢D畫出體系中n (I—)反應(yīng)時(shí)間的變化曲線。________

③化學(xué)興趣小組擬采用下述方法來測定I2+I—I3—的平衡常數(shù)（室溫條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中溶液體積變化忽略不計(jì))：

已知：I—和I3 —不溶于CCl4；:一定溫度下，碘單質(zhì)在四氯化碳和水混合液體中，碘單質(zhì)的濃度比值 即是一個(gè)常數(shù)(用Kd表示，稱為分配系數(shù))，室溫條件下 Kd=85。實(shí)驗(yàn)測得上層溶液中c(I3 —)=0.049mol/L，下層液體中c(I2)=0.085mol·L-1。結(jié)合上述數(shù)據(jù)，計(jì)算室溫條件下I2+ I—I3—的平衡常數(shù)K=_______(保留三位有效數(shù)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(xiàn)－I3－平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡后I－濃度降低961

【解析】

（1）根據(jù)電解的原理，陰極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)裝置圖，NO3－在陰極上放電，電解質(zhì)環(huán)境為酸性，因此陰極反應(yīng)式為2NO3－＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O；（2）A、狀態(tài)M時(shí)，甲醇的體積分?jǐn)?shù)為10%，令該條件下，消耗CO的物質(zhì)的量為xmol，則平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為(1－x)mol，混合氣體總物質(zhì)的量為(3－2x)mol，因此有×100%=10%，解得x=7/8，則CO的轉(zhuǎn)化率為7/8，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)圖像，從左向右甲醇的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)勒夏特列原理，壓強(qiáng)大小關(guān)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(dá)到平衡后甲醇的體積分?jǐn)?shù)不變，故C正確；D、因?yàn)槭前凑栈瘜W(xué)計(jì)量數(shù)投入，該比值始終保持不變，故D錯(cuò)誤；（3）根據(jù)反應(yīng)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(chǔ)上增加I2的物質(zhì)的量，第二步的平衡向正反應(yīng)方向移動，I－的轉(zhuǎn)化率降低，因此該觀點(diǎn)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(xiàn)－I3－平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡后I－濃度降低；②因?yàn)殚_始通入SO2為1mol，當(dāng)n(I2)/n(SO2)=4時(shí)，n(I2)=4mol，生成I－物質(zhì)的量最大值為2mol，但不能達(dá)到2mol，第一步的活化能小，反應(yīng)速率快，第二步活化能大，反應(yīng)速率較慢，因此圖像是；③平衡常數(shù)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(jù)Kd的定義，推出：=Kd，代入數(shù)值，計(jì)算出c[I2(H2O)]=0.001mol·L－1，10mL溶液中c(I3－)=0.049mol·L－1，物質(zhì)的量為0.00049mol，反應(yīng)的I－物質(zhì)的量為0.00049mol，平衡時(shí)I－物質(zhì)的量為(0.1×0.01－0.00049)mol=0.00051mol·L－1，則c(I－)=0.051mol·L－1，根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式，K==961。