Question

碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。回答下列問題：

（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO₂和H₂SO₄，即可得到I₂，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為____________。

（2）上述濃縮液中含有I^-、Cl^-等離子，取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO₃溶液，當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí)，溶液中為：_____________，已知K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（AgI）=8.5×10^-17。

（3）已知反應(yīng)2HI(g) ===H₂(g) + I₂(g)的ΔH= +11kJ·mol^－1，1mol H₂(g)、1mol I₂(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為______________kJ。

（4）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：

2HI(g)H₂(g) + I₂(g)

在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：

t/min	0	20	40	60	80	120
x(HI)	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
x(HI)	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

① 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為：___________。

② 上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v_正= k_正·x²(HI)，逆反應(yīng)速率為v_逆=k_逆·x(H₂)·x(I₂)，其中k_正、k_逆為速率常數(shù)，則k_逆為________(以K和k_正表示)。若k_正 = 0.0027min^-1，在t=40min時(shí)，v_正=__________min^-1

③ 由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v_正~x(HI)和v_逆~x(H₂)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，相應(yīng)的點(diǎn)分別為_________________（填字母）

Answer 1

【答案】（1）MnSO₄；

（2） 4.7×10^-7；

（3） 299

（4）①；②k_逆= k_正/K ；1.95×10^-3；③ A、E

【解析】（1）問中根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式來判斷還原產(chǎn)物是中學(xué)常規(guī)考法，遷移實(shí)驗(yàn)室制氯氣的原理可得MnSO₄。

（2） 體系中既有氯化銀又有碘化銀時(shí)，存在沉淀轉(zhuǎn)化平衡：AgI(s) +Cl^－ AgCl(s) +I^－。

 

分子、分母同時(shí)乘以，有：，將K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（AgI）=8.5×10^-17代入得：。

（3） 鍵能一般取正值來運(yùn)算，ΔH=E（反應(yīng)物鍵能總和）－E（生成物鍵能總和）；設(shè)1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為xkJ，代入計(jì)算：+11=2x－（436+151）

x =299

（4） ①問中的反應(yīng)是比較特殊的，反應(yīng)前后氣體體積相等，不同的起始態(tài)很容易達(dá)到等效的平衡狀態(tài)。大家注意表格中的兩列數(shù)據(jù)是正向和逆向的兩組數(shù)據(jù)。

716K時(shí)，取第一行數(shù)據(jù)計(jì)算：2HI（g）H₂（g）+I₂（g）

n（始）（取1mol）  1         0      0

Δn           （0.216） （0.108） （0.108）

n（平）           0.784  （0.108） （0.108）

化學(xué)平衡常數(shù)為

本小題易錯(cuò)點(diǎn)：計(jì)算式會(huì)被誤以為是表達(dá)式。

②問的要點(diǎn)是：平衡狀態(tài)下，v_正= v_逆，故有：k_正·x²(HI) = k_逆·x(H₂)·x(I₂)

變形：k_正/ k_逆=｛ x(H₂)·x(I₂)｝/ x²(HI)=K

故有： k_逆= k_正/K

③ 問看似很難，其實(shí)注意到升溫的兩個(gè)效應(yīng)（加快化學(xué)反應(yīng)速率、使平衡移動(dòng)）即可突破：先看圖像右半?yún)^(qū)的正反應(yīng)，速率加快，坐標(biāo)點(diǎn)會(huì)上移；平衡（題中已知正反應(yīng)吸熱）向右移動(dòng)，坐標(biāo)點(diǎn)會(huì)左移。綜前所述，找出A點(diǎn)。同理可找出E點(diǎn)。

【考點(diǎn)定位】化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算；化學(xué)平衡知識(shí)的綜合運(yùn)用；本題屬于各類平衡知識(shí)的綜合運(yùn)用，試題難度為很難等級(jí)。

【名師點(diǎn)晴】本題偏難。前三小題雖是常規(guī)考點(diǎn)，難度為一般等級(jí)。最后一小題賦分10分，難度偏大�？忌�不容易進(jìn)入題設(shè)情景。（4）問②小問質(zhì)量作用定律那部分，關(guān)鍵是要記得平衡標(biāo)志之一——v_正= v_逆，找到k_正、k_逆和K的聯(lián)系就已突破。（4）問③小問的圖像要能快速識(shí)別左邊曲線是逆反應(yīng)速率隨x(H₂)的變化，右邊曲線是正反應(yīng)速率隨x(HI)的變化（仔細(xì)看了下圖，好像已標(biāo)明v_正、v_逆，不標(biāo)也可按解析的方法分析）。雖然橫坐標(biāo)的坐標(biāo)是共用的，但在左、右兩邊橫坐標(biāo)的含義是不同的。分析平衡移動(dòng)導(dǎo)致橫坐標(biāo)變化時(shí)一定要注意這一點(diǎn)。