Question

硫、氮、碘都是重要的非金屬元素．
（1）某一反應體系中有反應物和生成物共5種物質(zhì)：S、H₂S、HNO₃、NO、H₂O．該反應中還原劑是______．若反應過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則反應的HNO₃的質(zhì)量是______g．
（2）已知：2I（g）═I₂（g）△H=-151 kJ?mol^-1；2H（g）═H₂（g）△H=-436 kJ?mol^-1；HI（g）=H（g）+I（g）△H=+298 kJ?mol^-1．相同條件下，H₂與I₂反應生成HI的熱化學方程式為：H₂（g）+I₂（g）=2HI（g）△H=______kJ?mol^-1．
（3）將1mo1I₂（g）和2molH₂（g）置于某2L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）并達平衡．HI的體積分數(shù)φ（HI）隨時間變化如圖曲線II所示：
①達到平衡時，I₂（g）的物質(zhì)的量濃度為______mol?L^-1．
②保持加入的反應物的物質(zhì)的量不變，若改變反應條
件，在某一條件下φ（HI）的變化如曲線I所示，則該條件可能是______（填編號），在這種條件下平衡常數(shù)K值______（填“增大”、“變小”或“不變’，）．
A．恒溫條件下，縮小反應的容積　B．恒容條件下．加入適當催化劑
C．在恒容下，升高溫度　　D．在恒容下，充入N₂使容器壓強增大
③若保持溫度不變，在另一相同的2L密閉容器中加入1mol H₂（g）和2mol Hl（g），發(fā)生反應達到平衡時，H₂的體積分數(shù)為______．

Answer 1

解：（1）硝酸的氧化性大于硫，所以在該反應中硝酸作氧化劑，在反應中得電子化合價降低，則硫化氫在反應中失電子作還原劑，該反應方程式為：3H₂S+2HNO₃=3S+2NO+4H₂O，當126g硝酸參加反應時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是6mol，則若反應過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則反應的HNO₃的質(zhì)量是=6.3g，故答案為：H₂S，6.3；
（2）I₂（g）=2I（g）△H=+151 kJ?mol^-1①；
H₂（g）=2H（g）△H=+436 kJ?mol^-1②
H（g）+I（g）=HI（g）△H=-298 kJ?mol^-1 ③，
將方程式①+②+③×2得H₂（g）+I₂（g）=2HI（g）△H═（+151 kJ?mol^-1）+（+436 kJ?mol^-1）+2×（-298 kJ?mol^-1 ）
=-9kJ/mol，故答案為：-9；
（3）①該反應是一個反應前后氣體體積不變的化學反應，所以反應后混合氣體的物質(zhì)的量是3mol，同一容器中各種氣體的體積分數(shù)等其物質(zhì)的量分數(shù)，所以平衡時碘化氫的物質(zhì)的量=3mol×0.6=1.8mol，則參加反應的n（I₂）=，剩余的n（I₂）=1mol-0.9mol=0.1mol，所以平衡時c（I₂）==0.05mol/L，
故答案為：0.05；
②反應時間縮短，碘化氫的含量不變，說明該條件只改變反應速率不影響平衡，增大壓強和加入催化劑對該反應平衡無影響，但都增大反應速率，縮短反應時間，溫度不變平衡常數(shù)不變，故答案為：AB，不變；
③其它條件不變，向2L密閉容器中加入1mol H₂（g）和2mol Hl（g），相當于向2L密閉容器中加入1mo1I₂（g）和2molH₂（g），所以和第一個是等效平衡，各物質(zhì)的體積分數(shù)不變，剩余氫氣的物質(zhì)的量=2mol-0.9mol=1.1mol，則氫氣的體積分數(shù)=，故答案為：37%．
分析：（1）根據(jù)物質(zhì)的氧化性、還原性強弱確定還原劑，根據(jù)硝酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系計算；
（2）根據(jù)蓋斯定律進行計算；
（3）①根據(jù)碘化氫的體積發(fā)生計算平衡時碘化氫的物質(zhì)的量，再根據(jù)碘化氫和碘之間的關(guān)系式計算剩余的碘，c（I₂）=；
②反應時間縮短，碘化氫的含量不變，說明該條件只改變反應速率不影響平衡，壓強和催化劑對該反應平衡無影響；
③運用等效平衡判斷氫氣的體積分數(shù)．
點評：本題考查反應熱的計算、氧化還原反應、外界條件對化學平衡的影響等知識點，注意碘和氫氣的反應特點及等效平衡的應用，為易錯點．