Question

【題目】碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途�；卮鹣铝袉栴}：

(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Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.5×10-17。

(3)Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH=+11kJ·mol-1，

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___。若起始時(shí)n(HI)=100mol，則過程中需吸收的能量為___kJ。

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)。

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)系可用如圖表示。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】MnSO4 4.7×10-7 K= 118.8 k逆= A、E

【解析】

(1)海藻中的碘元素以碘化物形式存在，反應(yīng)中I元素發(fā)生氧化反應(yīng)，Mn元素被還原，根據(jù)元素守恒判斷還原產(chǎn)物；

(2)當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí)，說明溶液中的c(I-)和c(Cl-)均已達(dá)到飽和狀態(tài)，因此可以根據(jù)溶度積表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，溶液中=；
(3)①表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，由第一列數(shù)據(jù)找出平衡時(shí)HI物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，求出氫氣、碘蒸汽總物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，反應(yīng)前后氣體體積不變，用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式K=計(jì)算，根據(jù)物質(zhì)的量與焓變的關(guān)系計(jì)算；
②到達(dá)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式，可知k逆的表達(dá)式；

③升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，逆反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，由此分析。

(1)海藻中的碘元素以碘化物形式存在，反應(yīng)中I元素發(fā)生氧化反應(yīng)，Mn元素被還原，還原產(chǎn)物應(yīng)為硫酸錳；

(2)當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí)，說明溶液中的c(I-)和c(Cl-)均已達(dá)到飽和狀態(tài)，因此可以根據(jù)溶度積表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，溶液中=；
(3)①表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，由第一列數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)HI物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.784，則氫氣、碘蒸汽總物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1-0.784=0.216，而氫氣、與碘蒸汽物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等均為0.108，反應(yīng)前后氣體體積不變，用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式K== ，2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH=+11kJ·mol-1，表示分解2mol碘化氫需要吸收11 kJ的熱量，若起始時(shí)n(HI)=100mol，平衡時(shí)HI物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.784，為78.4mol，分解了21.6mol，吸收的熱量為；

②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)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，v正=v逆，k正·x2(HI) =k逆·x(H2)·x(I2)，可以得到，k逆= ；

③升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，逆反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，相應(yīng)的點(diǎn)分別為A、E。