题目内容
【题目】（1）世界水产养殖协会介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。请写出阴极的电极反应式 _________________________。
（2）甲醇可利用水煤气合成：CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g) △H<0. 一定条件下，将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应，当改变温度或压强时，平衡后CH3OH的体积分数 φCH3OH）变化趋势如图所示。下列说法正确的是___________。
A.状态M，平衡时的CO转化率为10%
B.图中压强的大小关系是a<b<c<d
C.恒温恒压时，在原平衡体系中再充入适量甲醇，重新平衡后体系中甲醇的体积分数不变
D.当体系中 n(CO)/n(H2)的值不随时间变化时，体系达到平衡
（3）二氧化硫和碘水会发生如下二步反应:
反应 | 活化能 | |
第一步 | SO2+I2+2H2O | 9.2kJ·mo1-1 |
第二步 | I2+ I— | 23.5kJ·mo1-1 |
一定条件下，1mol SO2分别加入到体积相同、浓度不同的碘水中，体系达到平衡后，H+、I3—、SO42—的物质的量随n(I2)/n(SO2)的变化曲线如图 (忽略反应前后的体积变化)。
①有人认为X点的I—浓度小于Y点，你认为该观点是否正确________，原因是_________________。
②当n(I2)/n(SO2)=4时,请在下图画出体系中n (I—)反应时间的变化曲线。________
③化学兴趣小组拟采用下述方法来测定I2+I—
I3—的平衡常数（室温条件下进行，实验中溶液体积变化忽略不计)：
已知：I—和I3 —不溶于CCl4；:一定温度下，碘单质在四氯化碳和水混合液体中，碘单质的浓度比值 
即是一个常数(用Kd表示，称为分配系数)，室温条件下 Kd=85。实验测得上层溶液中c(I3 —)=0.049mol/L，下层液体中c(I2)=0.085mol·L-1。结合上述数据，计算室温条件下I2+ I—I3—的平衡常数K=_______(保留三位有效数字)。
【答案】2NO3－＋12H＋＋10e－=N2＋6H2OBC不正确图中b线表示I3－，随着n(I2)/n(SO2)的值增大，有利于I2＋I－
I3－平衡向正反应方向移动，平衡后I－浓度降低
961
【解析】
（1）根据电解的原理，阴极上得到电子，发生还原反应，根据装置图，NO3－在阴极上放电，电解质环境为酸性，因此阴极反应式为2NO3－＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O；（2）A、状态M时，甲醇的体积分数为10%，令该条件下，消耗CO的物质的量为xmol，则平衡时CO的物质的量为(1－x)mol，混合气体总物质的量为(3－2x)mol，因此有
×100%=10%，解得x=7/8，则CO的转化率为7/8，故A错误；B、根据图像，从左向右甲醇的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，压强大小关系是a<b<c<d，故B正确；C、容器为恒温恒压下，再充入适量甲醇，与平衡为等效平衡，则重新达到平衡后甲醇的体积分数不变，故C正确；D、因为是按照化学计量数投入，该比值始终保持不变，故D错误；（3）根据反应步骤，推出a为H＋，B为I3－，C为SO42－，①随着n(I2)/n(SO2)的增加，说明在原来的基础上增加I2的物质的量，第二步的平衡向正反应方向移动，I－的转化率降低，因此该观点不正确，原因是图中b线表示I3－，随着n(I2)/n(SO2)的值增大，有利于I2＋I－I3－平衡向正反应方向移动，平衡后I－浓度降低；②因为开始通入SO2为1mol，当n(I2)/n(SO2)=4时，n(I2)=4mol，生成I－物质的量最大值为2mol，但不能达到2mol，第一步的活化能小，反应速率快，第二步活化能大，反应速率较慢，因此图像是；③平衡常数只受温度的影响，四氯化碳的密度大于水，下层为I2(CCl4)，上层为I2(H2O)，根据Kd的定义，推出：
=Kd，代入数值，计算出c[I2(H2O)]=0.001mol·L－1，10mL溶液中c(I3－)=0.049mol·L－1，物质的量为0.00049mol，反应的I－物质的量为0.00049mol，平衡时I－物质的量为(0.1×0.01－0.00049)mol=0.00051mol·L－1，则c(I－)=0.051mol·L－1，根据平衡常数的表达式，K=
=961。
