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9.反應I2+2S2O23═2I-+S4O26常用于精鹽中碘含量測定.
(1)某同學利用該反應探究濃度對反應速率的影響.實驗時均加入1mL淀粉溶液做指示劑,若不經(jīng)計算,直接通過褪色時間的長短判斷濃度與反應速率的關(guān)系,下列試劑中應選擇②③④(填序號).
①1mL 0.01mol•L-1的碘水   ②1mL 0.001mol•L-1的碘水  ③4mL 0.01mol•L-1的Na2S2O3溶液        ④4mL 0.001mol•L-1的Na2S2O3溶液
(2)若某同學選取①③進行實驗,測得褪色時間為4s,計算v(S2O23)=8.33×10-4mol/(L•s).
(3)所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應制得,其中的一步反應為:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0,200℃時,該反應的平衡常數(shù)為12.25,該溫度下,將一定量的CO和H2投入某10L密閉容器,5min時達平衡,各物質(zhì)濃度(mol
•L-1)變化如表:
0min5min10min
CO0.010.0056
H2O0.010.0156
CO200.0044
H200.0044
①請計算5min時H2O的平衡濃度0.006mol/L.
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%.
③若5min~10min只改變了某一條件,該條件是增大水蒸氣的濃度,如何改變的增大0.01mol/L.

分析 (1)用淀粉溶液做指示劑,通過褪色時間判斷濃度與反應速率的關(guān)系,I2應完全反應,藍色褪去,采取控制變量法,碘水的濃度不變,改變Na2S2O3溶液濃度,進行對比試驗;
(2)根據(jù)v=ct計算v(I2),再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(S2O32-),注意混合后c(I2)=1mL×0.01mol/L1mL+1mL+4mL=16×0.01mol/L;
(3)①令平衡時CO的濃度變化量為xmol/L,令平衡時CO2的濃度為xmol/L,則:
             CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
開始(mol/L):0.01   0.01     0       0
變化(mol/L):x       x       x       x
平衡(mol/L):0.01-x 0.01-x   x       x
所以x×x0.01x×0.01x=49,解得x=0.004,
進而計算平衡時水的濃度;
②平衡轉(zhuǎn)化率=×100%;
③根據(jù)①計算可知,CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
平衡時(mol/L):0.006   0.006    0.004   0.004
10min時(mol/L):0.0056 0.0156   0.0044  0.0044
根據(jù)各物質(zhì)濃度變化量可知,CO濃度減小量等于二氧化碳、氫氣濃度增大量,而水的濃度增大,應是增大水的濃度,可以計算水的濃度增大值.

解答 解:(1)用淀粉溶液做指示劑,通過褪色時間判斷濃度與反應速率的關(guān)系,I2應完全反應,藍色褪去,采取控制變量法,碘水的濃度不變,改變Na2S2O3溶液濃度,②1mL0.001mol•L-1的碘水與③4mL0.01mol•L-1的Na2S2O3溶液、④4mL 0.001mol•L-1的Na2S2O3溶液反應,I2都能完全反應;①1mL0.01mol•L-1的碘水與④4mL 0.001mol•L-1的Na2S2O3溶液反應,I2不能完全反應,藍色不能褪去,無法判斷,
故選:②③④;
(2)混合后c(I2)=1mL×0.01mol/L1mL+1mL+4mL=16×0.01mol/L,所以v(I2)=16×0.01mol/L4s=16×0.0025mol/(L•s),根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比,所以v(S2O32-)=2v(I2)=2×16×0.0025mol/(L•s)=8.33×10-4mol/(L•ms),
故答案為:8.33×10-4mol/(L•s);
(3)①令平衡時CO2的濃度為xmol/L,則:
              CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
開始(mol/L):0.01    0.01     0        0
變化(mol/L):x         x      x        x
平衡(mol/L):0.01-x  0.01-x   x        x
所以x×x0.01x×0.01x=49,解得x=0.004
所以5min達到平衡時,水的濃度為0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,
故答案為:0.006mol/L;
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.004mol/L0.01mol/L×100%=40%,故答案為:40%;
③由①計算可知,5min平衡時各物質(zhì)的量濃度為
                 CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
平衡時(mol/L):0.006  0.006     0.004   0.004
10min時(mol/L):0.0056 0.0156   0.0044   0.0044
CO的濃度變化0.006mol/L-0.0056mol/L=0.0004,CO2與H2濃度變化0.0044mol/L-0.004mol/L=0.0004mol/L,濃度變化相等,水蒸氣的濃度增大,故改變條件應是增大水蒸氣的濃度,濃度增大量為0.0156mol/L+0.0044mol/L-0.01mol/L=0.01mol/L,
故答案為:增大水蒸氣的濃度;增大0.01mol/L.

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、反應速率計算、平衡常數(shù)應用等,計算v(S2O32-)是易錯點,容易忽略混合后起始濃度變化,(3)中③注意分析物質(zhì)濃度變化量判斷改變條件.

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(3)根據(jù)計算用托盤天平稱取的質(zhì)量為2.0g.在實驗中其他操作均正確,若定容時仰視刻度線,則所得溶液濃度小于0.1mol/L(填“大于”“小于”或“等于”).
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