题目内容

15.O3在水中易分解生成O2,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示.已知:O3的起始浓度为0.02mol•L-1.
pH
t/min
T/℃
3.04.05.06.0
2030023016958
301581085015
503126157
(1)pH增大能加速(填“加速”或“减缓”)O3分解,其中对O3分解起催化作用的是OH-(填“OH-”或“H+”).
(2)在30℃、pH=5.0条件下,O3的分解速率为2.00×10-4 mol•L-1•min-1,O2的浓度为0.015mol/L.
(3)据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率的关系:Ⅰ<(填“>”“<”或“=”)Ⅱ.
Ⅰ.40℃,pH=3.0
Ⅱ.30℃,pH=7.0.

分析 (1)由表中数据可知pH增大,则OH-浓度增大,O3分解速率加快;
(2)在30℃、pH=5.0条件下,O3的分解一半所需的时间为50min,以此可计算反应速率,结合反应的方程式计算O2的浓度;
(3)对比表中数据,40℃,pH=3.0时,O3的浓度减少一半所需的时间应介于31~158min之间,30℃,pH=7.0,O3的浓度减少一半所需的时间应小于15min.

解答 解:(1)由表中数据可知pH增大,则OH-浓度增大,O3的分解一半所需的时间减小,pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是OH-,
故答案为:加速;OH-;
(2)在30℃、pH=5.0条件下,O3的分解一半所需的时间为50min,O3的分解速率为$\frac{0.01mol/L}{50min}$=2.00×10-4mol/(L•min),方程式为2O3=3O2,由方程式可知生成O2的浓度为0.01mol•L-1×$\frac{3}{2}$=0.015mol/L,
故答案为:2.00×10-4mol/(L•min);0.015mol/L;
(3)对比表中数据,40℃,pH=3.0时,O3的浓度减少一半所需的时间应介于31~158min之间,30℃,pH=7.0,O3的浓度减少一半所需的时间应小于15min,由此可知Ⅱ反应速率较大,故答案为:<.

点评 本题考查较为综合,涉及化学反应速率以及影响因素的知识,侧重于学生的分析能力的考查,为高频考点,题目信息量大,贴近高考,注意相关知识的积累.

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