Question

（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：

（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO₂和H₂SO₄，即可得到I₂，该反应的还原产物为____________。

（2）上述浓缩液中含有I^-、Cl^-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO₃溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为：_____________，已知K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（AgI）=8.5×10^-17。

（3）已知反应2HI(g) ===H₂(g) + I₂(g)的ΔH= +11kJ·mol^－1，1mol H₂(g)、1mol I₂(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。

（4）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H₂(g) + I₂(g)

在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

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根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：___________。

②上述反应中，正反应速率为v_正= k_正·x²(HI)，逆反应速率为v_逆=k_逆·x(H₂)·x(I₂)，其中k_正、k_逆为速率常数，则k_逆为________(以K和k_正表示)。若k_正 = 0.0027min^-1，在t=40min时，v_正=________min^-1

③由上述实验数据计算得到v_正~x(HI)和v_逆~x(H₂)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_________________（填字母）

Answer

（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）问中根据氧化还原反应方程式来判断还原产物是中学常规考法，迁移实验室制氯气的原理可得MnSO4。

（2）体系中既有氯化银又有碘化银时，存在沉淀转化平衡：AgI(s) +Cl－ AgCl(s) +I－。

分子、分母同时乘以，有：，将Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17代入得：。

（3）键能一般取正值来运算，ΔH=E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）；设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ，代入计算：+11=2x－（436+151）

x =299

（4）①问中的反应是比较特殊的，反应前后气体体积相等，不同的起始态很容易达到等效的平衡状态。大家注意表格中的两列数据是正向和逆向的两组数据。

716K时，取第一行数据计算：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）

化学平衡常数为

本小题易错点：计算式会被误以为是表达式。

②问的要点是：平衡状态下，v正= v逆，故有：k正·x2(HI) = k逆·x(H2)·x(I2)

变形：k正/ k逆=｛ x(H2)·x(I2)｝/ x2(HI)=K

故有： k逆= k正/K

③ 问看似很难，其实注意到升温的两个效应（加快化学反应速率、使平衡移动）即可突破：先看图像右半区的正反应，速率加快，坐标点会上移；平衡（题中已知正反应吸热）向右移动，坐标点会左移。综前所述，找出A点。同理可找出E点。