（3）由图像可知在相同的压强下，温度越高CO平衡转化率越低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应；实际生产条件的选择既要考虑反应的特点、反应的速率和转化率，还要考虑生产设备和生产成本。由图像可知在1.3×104kPa左右时，CO的转化率已经很高，如果继续增加压强CO的转化率增加不大，但对生产设备和生产成本的要求却增加，所以选择该生产条件。
答案：（1）3NO2＋H2O=NO＋2HNO3；6.72 （2）－41.8；b；8/3；
（3）< 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。
16.（2011重庆，14分）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）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）如题29表所示。已知：O3的起始浓度为0.0216 mol/L。
①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是___________.
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②在30°C、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______.（填字母代号）
a. 40°C、pH=3.0 b. 10°C、pH=4.0 c. 30°C、pH=7.0 （3）O3 可由臭氧发生器（原理如题29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O 2 ，则A极的电极反应式为_____.
③若C处不通入O 2 ，D、E处分别收集到xL和有yL气体(标准情况)，则E处收集的气体中O 3 所占的体积分数为_____。(忽略 O 3 的分解)。
解析：本题考察化学反应速率的概念、计算、外界条件对反应速率对影响以及有关电化学知识。
（1）臭氧是一种强氧化剂，能氧化I－生成单质碘，方程式为O3＋2KI＋H2O=I2＋2KOH＋O2↑；
（2）①pH增大，说明碱性增强，因此其催化剂作用的是OH－；
②由表中数据可知，在30°C、pH=4.0条件下，O3的浓度减少一半所需的时间是108min，所以其反应速率是
0.0108mol?L108min?1?1.00?10?4mol?L?min?1?1；
③由表中数据知温度越高，pH越大，反应速率越快，所以分解速率依次增大的顺序为b、a、c；
（3）①溶液中－2价的O失去电子被氧化得到臭氧，在电解池中阳极失去电子，发生氧化反应，溶液中的阳离子在阴极得到电子，发生还原反应，因此A是阴极，B是阳极；溶液中只有阳离子氢离子，所以阴极电极反应式为2H＋2e=H2↑；
②若阴极通氧气，则氧气得到电子被还原成OH－，然后结合溶液中氢离子生成水，方程式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；
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＋
－
③由以上分析知D、E分别产生的气体是氢气和氧气、臭氧的混合气体。设臭氧的体积是nL，根据得失电子守恒知
x?2yyx22.4?2?n22.4?6?y?n22.4?4，解得n＝x－2y，所以臭氧的
体积分数是。
答案：（1）O2 I2 （2）①OH； ②1.00×10－4 ③b、a、c （3）①2H＋＋2e－=H2↑ ②O2＋4H＋＋4e－＝2H2O； ③
x?2yy－
17.（2011新课标全国）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题： （1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________；
（3）在溶积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300℃）；
下列说法正确的是________（填序号）
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)=
nAlAmol·L-1·min-1
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②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 ③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
n(H2)n(CH3OH)增大
（4）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______；
（5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为________、正极的反应式为________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为________（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）
解析：（1）氢气的燃烧热是-285.8kJ·mol-1，即每生成1mol的水就放出285.8kJ的能量，反之分解1mol的水就要消耗285.8kJ的能量，所以用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ；
（2）由CO（g）和CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式 ①CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝-283.0kJ·mol-1；
②CH3OH(l) ＋3/2O2(g)＝CO2(g)+2 H2O(l) △H＝-726.5kJ·mol；
可知②－①得到CH3OH(l) ＋O2(g)＝CO(g)+2 H2O(l) △H＝-443.5kJ·mol-1； （3）CO2和H2合成甲醇的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g)。由图像
-1
可知B曲线先得到平衡，因此温度T2＞T1，温度高平衡时甲醇的物质的量反而低，说明正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，不利于甲醇的生成，平衡常数减小，即②错③正确；温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的物质的量为nAmol，此时甲醇的浓度为
nA2mol?L，所以生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)=
?1nA2IA mol·L-1·min-1，因此
①不正确；因为温度T2＞T1，所以A点的反应体系从T1变到T2时，平衡会向逆反应方向移动，即降低生成物浓度而增大反应物浓度，所以④正确。
。
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(5)在甲醇燃料电池中，甲醇失去电子，氧气得到电子，所以负极的电极反应式是CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋，正极的电极反应式是3/2O2＋6e－＋6H＋=3H2O；甲醇的燃烧热是-726.5kJ·mol-1，所以该燃料电池的理论效率为
702.1726.5?100%?96.6%。
-1
答案：（1）2858； （2）CH3OH(l) ＋O2(g)＝CO(g)+2 H2O(l) △H＝-443.5kJ·mol； （3）③④； （4）1－a/2；
（5）CH3OH－6e＋H2O=CO2＋6H、3/2O2＋6e＋6H=3H2O、96.6%
18.（2011海南，9分）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：
（1）该反应的离子方程式为__________;
（2）估算该反应的平衡常数__________（列式计算）
（3）在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向________移动；
（4）如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将______（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡将向______________移动。
[答案](1)（2）
C起 0.09 0 0 0 C变 0.09×
13－
＋
－
＋
；
(水视为纯液体)
0.03 0.03 0.03
C平 0.06 0.03 0.03 0.03
；
（3）正反应方向；（4）增大，正反应方向 命题立意：平衡相关内容的综合考查
解析：题干中用“溶于水的Cl2约有三分之一与水反应”给出可逆反应
（该反应在教材中通常没提及可逆）；平衡常数的计算根据
题中要求列三行式求算；平衡移动是因为H+的减少向正反应方向移动；增大压强将增大氯气的浓度，平衡向正反应方向移动。
【技巧点拨】平衡题在近年的高考题中比较平和，但新课标高考题今年引入了对过程呈现的考查，这是以后高考中应注意的。
19．(2011全国II卷28)（15分）（注意：在试题卷上作答无效）
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