题目内容
大气中的部分碘源于O3对海水中Iˉ的氧化。将O3持续通入NaI酸性溶液溶液中进行模拟研究。
（1）O3将Iˉ氧化成I2的过程可发生如下反应：
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
则△H3与△H1、△H2、△H4之间的关系是：△H3 = 。
（2）在溶液中存在化学平衡： I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)其平衡常数表达式为 。在反应的整个过程中I3ˉ物质的量浓度变化情况是 。
（3）为探究温度对I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) △H5 反应的影响。在某温度T1下，将一定量的0.2 mol·L-1NaI酸性溶液置于密闭容器中，并充入一定量的O3（g）（O3气体不足，不考虑生成物O2与 Iˉ反应），在t时刻，测得容器中I2（g）的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得I2（g）浓度，得到趋势图（见图一）。则：
①若在T3时，容器中无O3， T4～T5温度区间容器内I2（g）浓度呈现如图一所示的变化趋势，则△H5 0(填＞、＝或＜)；该条件下在温度为T4时，溶液中Iˉ浓度随时间变化的趋势曲线如图二所示。在t2时，将该反应体系温度上升到T5，并维持该温度。请在图2中画出t2时刻后溶液中 Iˉ浓度变化总趋势曲线。
②若在T3时，容器中还有O3，则T1～T2温度区间容器内I2（g）浓度呈现如图一所示的变化趋势，其可能的原因是 。（任写一点）
（4）利用反应④和图2的信息，计算0-t1时间段内用I2(aq)表示的化学反应速率 。
（1）△H4-△H2-△H1； （2）
; 先增加后减小；
（3）①＞ ；
②O3继续氧化I-使溶液中I2浓度增加，使I2(aq) 
I2(g)平衡向正方向移动，气体I2浓度增加；溶液温度升高，使I2(aq) I2(g)△H>0，平衡向正方向移动，气体I2浓度增加；（两条理由任写一点给2分）
(4)0.11/2t1 mol·L-1·min-1（2分）
解析试题分析：（1）观察已知的4个热化学方程式中的反应物和生成物，可以知道，由④式减②式减①式，即可得到③式，所以，△H3= △H4－△H2－△H1。
（2）依据平衡常数的定义可得反应I2(aq) + Iˉ(aq)I3ˉ(aq)的平衡常数表达式为：
。已知O3将Iˉ氧化成I2的过程中可发生4个反应，所以在反应的整个过程中I3ˉ物质的量浓度变化情况是：开始时随着O3的通入，O3可以将I－氧化成I2，I2与I－结合形成I3－，从而使I3ˉ物质的量浓度增大；由于O3具有极强氧化性，通入的O3还可以将I－氧化为IO－和氧气，随着O3的持续通入，O3将一部分I－氧化为IO－和氧气，使I－消耗量增大，同时I2生成量减少，从而使I3－的浓度变小。
（3）①在T3时，容器中已无O3，所以从图示可以知道，此时，溶液中只存在两个平衡：I2（ag) I2（g)，和I2(aq) + Iˉ(aq)I3ˉ(aq) ，根据I2（ag) I2（g)△H>0，升高温度，I2（ag)倾向于生成I2（g)，所以在不考虑其它因素时，I2(g)浓度会增加，但是从图一T4→T5所示的I2(g)浓度变化曲线看，实际上升高温度I2（g)浓度减少，那么只能判断是温度升高致使平衡I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) 正向移动，移动结果使I2(aq)浓度减小，从而导致I2（ag) I2（g)平衡逆向移动，使I2(g)浓度减小，由此可以判断△H5＞0，I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)是吸热反应。
要画出t2时刻后溶液中 Iˉ浓度变化总趋势曲线，必须首先确定曲线的起点、拐
点和终点，已知图二所示的曲线是温度在T4时，溶液中Iˉ浓度随时间变化的趋势曲线，根由曲线分析可知反应己达到平衡，在t2时，反应体系温度上升到T5，并维持该温度，是改变的反应条件（升高温度），此时平衡必然会发生移动，所以T5温度下曲线的起点就是T4温度下曲线的终点，坐标位置应为（0.09，t2）。由于升高温度加快反应速率，缩短达到平衡的时间，所以在T5温度下，达到平衡所用的时间要比T4温度下少，所以拐点出现所需时间比T4温度下少。由于该反应是吸热反应，升高温度能使平衡I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)正向移动，从而使Iˉ浓度减小。结合图二中的数据可知，T4温度下Iˉ转化浓度为0.11mol/L，转化率为
所以T5温度下Iˉ的转化率为一定大于55%，Iˉ的平衡浓度要小于0.09mol/L－(0.09mol/L×55%)≈0.04mol/L。所以拐点（平衡点）的位置坐标应在Iˉ浓度小于0.04mol/L处，终点与拐点（平衡点）在一条直线上。由此就可画出t2时刻后溶液中 Iˉ浓度变化总趋势曲线（见答案）。
②在T3时，容器中还有O3，则T1～T2温度区间容器内I2（g）浓度呈现如图一所示的变化趋势，可能是：a.由于容器中还有O3，O3继续氧化I-使溶液中I2浓度增加，从而使I2(aq) I2(g)平衡向正方向移动，气体I2浓度增加；b.体系的温度升高，使I2(aq) I2(g)△H>0，平衡向正方向移动，从而气体I2浓度增加。
（4）根据图二所示Iˉ浓度的数据可计算出用Iˉ(aq)表示的化学反应速率：
V(I－) = 
，再根据（1）中反应④的化学方程式中Iˉ(aq)与I2(aq)的化学计量数之比2 : 1，得出用I2(aq)表示的化学反应速率：V (I2) = 
。
考点：化学反应与能量、化学反应速率、化学平衡
2012年11月16日，5名男孩被发现死于贵州省毕节市七星关区街头垃圾箱内，经当地公安部门初步调查，5名男孩是因在垃圾箱内生火取暖导致CO中毒而死亡。
(1)CO中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白，反应的化学方程式可表示为CO＋HbO2
O2＋HbCO，实验表明，c(HbCO)即使只有c(HbO2)的
，也可造成人的智力损伤。已知t ℃时上述反应的平衡常数K＝200，吸入肺部O2的浓度约为1.0×10－2 mol·L－1，若使c(HbCO)小于c(HbO2)的，则吸入肺部CO的浓度不能超过______mol·L－1。
(2)有如下三个与CO相关的反应：
Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH＝Q1，平衡常数K1
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) ΔH＝Q2，平衡常数为K2
H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝Q3，平衡常数为K3
在不同的温度下K1、K2、K3的数值如下：
| T/℃ | K1 | K2 | K3 |
| 700 | 1.47 | 2.38 | 0.62 |
| 900 | 2.15 | 1.67 | |
请回答下列问题：
①Q1、Q2、Q3的关系式：Q3＝________。
②K1、K2、K3的关系式：K3＝________，根据此关系式可计算出上表中900 ℃时，K3的数值为________(精确到小数点后两位)。可进一步推断反应H2(g)＋CO2(g)
CO(g)＋H2O(g)为________(填“放”或“吸”)热反应，Q3________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。③改变条件使可逆反应H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)已经建立的平衡逆向移动，可采取的措施有________。A．缩小容器体积 B．降低温度
C．使用催化剂 D．设法增加H2O(g)的量
E．升高温度
(3)在一定条件下，使CO和O2的混合气体13 g充分反应，所得混合气体在常温下与足量的Na2O2固体反应，结果固体增重7 g，则原混合气体中CO的质量是________g。
大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
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
总反应的化学方程式为_________________________________，其反应热ΔH＝________。
(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3—(aq)，其平衡常数表达式为________。
(3) 为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如上图)，某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH，结果见下图和下表。
| 编号 | 反应物 | 反应前pH | 反应后pH |
| 第1组 | O3＋I－ | 5.2 | 11.0 |
| 第2组 | O3＋I－＋Fe2＋ | 5.2 | 4.1 |
图2
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是_____________________________
②图1中的A为________。由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是_____________________________________________
③第2组实验进行18 s后，I3—浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。
A．c(H＋)减小 B．c(I－)减小 C．I2(g)不断生成 D．c(Fe3＋)增加
(4)据图2，计算3～18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
CH3OH（g） ΔH1＝－90 kJ·mol－1
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。(填序号)
| A．升高温度 | B．增加碳的用量 | C．加入催化剂 | D．用CO吸收剂除去CO |
2CO(g) ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，则CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的焓变ΔH＝________。(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨作电极，该电池负极反应式为__________________________________。若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液，设有0.01 mol CH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部逸出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH＝________。
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)。得到如下数据：| 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| H2O | CO | H2 | CO | | |
| 900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件，反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)__________________________
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如图甲所示。
请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为________________________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其他条件相同，请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g） ΔH1
反应Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断，ΔH1______0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________（从上表中选择）。
（2）已知在常温常压下：
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
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：__________________________。
CH3OH(g)，ΔH＝－90.1 kJ·mol－1 在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
