Question

【题目】臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。

（1）O3与KI溶液反应生成的两种单质是____和____(填分子式)。

（2）已知①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)＝2H2（g）+ O2（g） ΔH1=+571.6kJ·mol–1

②焦炭与水反应制氢：C（s）+ H2O(g) ＝CO（g）+ H2（g）ΔH2=+131.3kJ·mol–1

③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+ H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=+206.1kJ·mol–1

则反应CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的ΔH=_______________kJ·mol–1

（3）O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如表所示。已知:O3的起始浓度为 0.021 6 mol/L。

pH t /min T/℃	3.0	4.0	5.0	6.0
20	301	231	169	58
30	158	108	48	15
50	31	26	15	7

①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的微粒是____。

②在30 ℃、pH=4.0条件下，O3的分解速率为_____mol/(L·min)。

③据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_____(填字母)。

a.40 ℃、pH=3.0 b.10 ℃、pH=4.0 c.30 ℃、pH=7.0

（4）O3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。

①图中阴极为____(填“A”或“B”)，其电极反应式为_________________________。

②若C处通入O2，则A极的电极反应式为________，右室pH变化___________(填升高、降低、不变)

Answer 1

【答案】 I2 O2 +74.8 OH- 1.00×10-4 b、a、c A 2H++2e-=H2↑ O2+4H++4e-=2H2O 降低

【解析】（1）O3与KI溶液反应生成的两种单质，根据原子守恒可知应该是I2、O2。（2）已知

①2H2O(l)＝2H2（g）+O2（g） ΔH1=+571.6kJ·mol–1

②C（s）+H2O(g)＝CO（g）+H2（g）ΔH2=+131.3kJ·mol–1

③CH4（g）+H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=+206.1kJ·mol–1

则根据盖斯定律可知③－②即得到反应CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的焓变ΔH=+74.8kJ·mol–1；

（3）①pH增大能加速O3分解，pH越大，氢氧根浓度越大，所以表明对O3分解起催化作用的微粒是OH－。②根据表中数据可知在30℃、pH=4.0条件下，O3的分解速率为=0.0108mol/L÷108min=1.00×10－4mol/（Lmin）；③由表中数据可知，40℃、pH=3.0时，所需时间在31min～158min之间；10℃、pH=4.0时，所需时间＞231min；30℃、pH=7.0时，所需时间＜7min，则分解速率依次增大的顺序为b、a、c；（4）①由图可知，B极生成O2、O3，B极发生氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，故A为阴极，电极反应为2H++2e－=H2↑；②C处通入O2，O2发生还原反应，在酸性条件下生成水，电极反应式为O2+4H++4e－=2H2O；右室氢氧根放电，破坏水的电离平衡，氢离子浓度增大，pH降低。