Question

I、已知反應(yīng)：
3I^-（aq）+S₂O₈^2-（aq）?I₃^-（aq）+2SO₄^2-（aq）；
（1）寫(xiě)出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

．
（2）圖1表示反應(yīng)過(guò)程中有關(guān)物質(zhì)的能量，則反應(yīng)的△H

 

0（填＞、＜、=）．

（I）、（II）兩線中，使用催化劑的是

 

線．
（3）反應(yīng)中發(fā)生反應(yīng)的I^-與被氧化的I^-的物質(zhì)的量比為

 

．
（4）反應(yīng)的速率可以用I₃^-與加入的淀粉溶液反應(yīng)是藍(lán)色的時(shí)間t來(lái)度量，t越小，反應(yīng)速率越大．某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄的數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②	③	④	⑤
c（I-）/mol?L-1	0.040	0.080	0.080	0.160	0.160
c（S2O82-/mol?L-1）	0.040	0.040	0.080	0.080	0.040
t/s	88	44	22	11	t1

則：該實(shí)驗(yàn)的目的是

 

顯色時(shí)間t₁=

 

s分析表中數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是

 

II、二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物．綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容之一．硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）  

催化劑

△

  2SO₃（g）某溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示．
根據(jù)圖2所示回答下列問(wèn)題．
①平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）

 

K（B）（填“＞”、“＜”、“=”）．
②已知上述反應(yīng)的是放熱反應(yīng)，當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，在體積不變的條件下，下列選項(xiàng)中有利于提高SO₂平衡轉(zhuǎn)化率的有

 

（填字母）．A．升高溫度  B．降低溫度  C．增大壓強(qiáng)   D．減小壓強(qiáng) E．加入催化劑  F．移出氧氣．

Answer 1

考點(diǎn)：用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ、（1）化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物能量的相對(duì)大小確定反應(yīng)的吸放熱情況；使用催化劑可以降低反映的活化能，加快反應(yīng)速率；
（3）氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)升高的元素被氧化，據(jù)此回答；
（4）由題目中表格數(shù)據(jù)可分析出c（I^-）、c（S₂O₃^2-）濃度越大，反應(yīng)速率越快，顯藍(lán)色所需時(shí)間越少，故實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)是研究反應(yīng)物I^-與S₂O₈^2-的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；
對(duì)比數(shù)據(jù)組①和②、數(shù)據(jù)組②和③、數(shù)據(jù)組③和④、數(shù)據(jù)組①和③，分析當(dāng)其中一個(gè)變量（即一種反應(yīng)物濃度）保持不變時(shí)，反應(yīng)時(shí)間的變化（即反應(yīng)速率的變化），然后分析當(dāng)兩個(gè)變量同時(shí)變化一定的倍數(shù)時(shí)，反應(yīng)時(shí)間的變化（即反應(yīng)速率的變化），就可以得出其中的規(guī)律，據(jù)此計(jì)算t₁．
Ⅱ、①平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則K不變；
②從外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響分析．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值，則3I^-（aq）+S₂O₈^2-（aq）?I₃^-（aq）+2SO₄^2-（aq）；
的化學(xué)平衡常數(shù)為K=

c(I3-)?c2(SO42-)

c3(I-)?c(S2O82-)

，故答案為：

c(I3-)?c2(SO42-)

c3(I-)?c(S2O82-)

；
（2）根據(jù)圖中信息知道：反應(yīng)物的能量高于產(chǎn)物的能量，所以反應(yīng)是放熱的，即焓變小于零，使用催化劑可以降低反映的活化能，加快反應(yīng)速率，即為圖中的曲線（Ⅱ），故答案為：＜；（Ⅱ）；
（3）反應(yīng)中發(fā)生反應(yīng)的I^-為3mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移是2mol，只有2mol碘離子被氧化，發(fā)生反應(yīng)的I^-與被氧化的I^-的物質(zhì)的量比為3：2，故答案為：3：2；
（4）由題目中表格數(shù)據(jù)可分析出c（I^-）、c（S₂O₃^2-）濃度越大，反應(yīng)速率越快，顯藍(lán)色所需時(shí)間越少，故實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)是研究反應(yīng)物I^-與S₂O₈^2-的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響．
對(duì)比數(shù)據(jù)組①和②、③和④，可以看到，c （S₂O₈^2-）不變，c （I^-）增大到2倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間縮短了一半，即反應(yīng)速率加快了一倍；
對(duì)比數(shù)據(jù)組②和③，可以看到，c （I^-）不變，c （S₂O₈^2-）增大到2倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間縮短了一半，即反應(yīng)速率也加快了一倍；
對(duì)比數(shù)據(jù)組對(duì)比數(shù)據(jù)組①和③，可以看到，c （I^-）和c （S₂O₈^2-）均增大到2倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為原反應(yīng)時(shí)間的1/4，即反應(yīng)速率加快了4倍．
可見(jiàn)兩個(gè)反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)速率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系是：反應(yīng)物濃度每增加一倍，反應(yīng)時(shí)間就減少一倍，對(duì)于兩個(gè)反應(yīng)物來(lái)說(shuō)都是如此，
可得出結(jié)論：反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比．
對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和⑤，實(shí)驗(yàn)⑤的c （I^-）為實(shí)驗(yàn)①的4倍，而c （S₂O₈^2-）保持不變，則由此可計(jì)算實(shí)驗(yàn)⑤的反應(yīng)時(shí)間應(yīng)為實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)時(shí)間的1/4，即t₁=88s×

1

4

=22s．
故答案為：研究反應(yīng)物I^-與S₂O₈^2-的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；22s；反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比；
Ⅱ、①平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則K不變，平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，則k（A）=k（B），故答案為：=；
②反應(yīng)放熱，為提高SO₂平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可降低溫度，體積不變，不能從壓強(qiáng)的角度考慮，催化劑不影響平衡移動(dòng)，移出氧氣，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不利于提高SO₂平衡轉(zhuǎn)化率，
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)陌生情景考查平衡常數(shù)、反應(yīng)中能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速、影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素（濃度）、學(xué)生對(duì)圖表的觀察、分析以及學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、整理、歸納等方面的思維能力，難度較大．（4）中解決該類(lèi)試題應(yīng)注意：①認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，理解直接測(cè)量與實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈g的邏輯和數(shù)學(xué)關(guān)系；②理解控制變量的思想在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析中的運(yùn)用．