Question

15．O₃在水中易分解生成O₂，一定條件下，O₃的濃度減少一半所需的時(shí)間（t）如下表所示．已知：O₃的起始濃度為0.02mol•L^-1．

pH t/min T/℃	3.0	4.0	5.0	6.0
20	300	230	169	58
30	158	108	50	15
50	31	26	15	7

（1）pH增大能加速（填“加速”或“減緩”）O₃分解，其中對(duì)O₃分解起催化作用的是OH^-（填“OH^-”或“H⁺”）．
（2）在30℃、pH=5.0條件下，O₃的分解速率為2.00×10^-4　mol•L^-1•min^-1，O₂的濃度為0.015mol/L．
（3）據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測(cè)O₃在下列條件下分解速率的關(guān)系：Ⅰ＜（填“＞”“＜”或“=”）Ⅱ．
Ⅰ.40℃，pH=3.0
Ⅱ.30℃，pH=7.0．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知pH增大，則OH^-濃度增大，O₃分解速率加快；
（2）在30℃、pH=5.0條件下，O₃的分解一半所需的時(shí)間為50min，以此可計(jì)算反應(yīng)速率，結(jié)合反應(yīng)的方程式計(jì)算O₂的濃度；
（3）對(duì)比表中數(shù)據(jù)，40℃，pH=3.0時(shí)，O₃的濃度減少一半所需的時(shí)間應(yīng)介于31～158min之間，30℃，pH=7.0，O₃的濃度減少一半所需的時(shí)間應(yīng)小于15min．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知pH增大，則OH^-濃度增大，O₃的分解一半所需的時(shí)間減小，pH增大能加速O₃分解，表明對(duì)O₃分解起催化作用的是OH^-，
故答案為：加速；OH^-；
（2）在30℃、pH=5.0條件下，O₃的分解一半所需的時(shí)間為50min，O₃的分解速率為$\frac{0.01mol/L}{50min}$=2.00×10^-4mol/（L•min），方程式為2O₃=3O₂，由方程式可知生成O₂的濃度為0.01mol•L^-1×$\frac{3}{2}$=0.015mol/L，
故答案為：2.00×10^-4mol/（L•min）；0.015mol/L；
（3）對(duì)比表中數(shù)據(jù)，40℃，pH=3.0時(shí)，O₃的濃度減少一半所需的時(shí)間應(yīng)介于31～158min之間，30℃，pH=7.0，O₃的濃度減少一半所需的時(shí)間應(yīng)小于15min，由此可知Ⅱ反應(yīng)速率較大，故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)速率以及影響因素的知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，為高頻考點(diǎn)，題目信息量大，貼近高考，注意相關(guān)知識(shí)的積累．