Question

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）海带中富含碘，请简述检验碘的实验方案_____________________；

（2）已知反应2HI(g)═H₂(g)+I₂(g)的△H=+11kJ•mol^-1，1molH₂(g)、1molHI(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、299KJ的能量，则1molI₂(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ；

（3）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的关系如表：

①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：______________；(不用求出结果)

②其他条件不变，向平衡后体系中再加入少量HI，则平衡向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动，达到平衡后x(HI)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③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．

④由上述实验数据计算得到v_正～x(HI)和v_逆～x(H₂)的关系可用如图表示．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）取海带灼烧成灰，加水浸取后过滤，向滤液中加入硫酸与双氧水，再加淀粉试液变蓝，说明含有碘。

（2）151kJ

（3）① ② 正 不变 ③ 1.95×10-3min-1 ④A 、E

【解析】

试题分析：（1）海带中的碘元素以I-形式存在，故需要将其氧化为I2，利用淀粉检验即可，具体实验方案是取海带灼烧成灰，加水浸取后过滤，向滤液中加入硫酸与双氧水，再加淀粉试液变蓝，说明含有碘。

（2）设1molI2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ，则：2×299 kJ-436kJ-xkJ=11kJ，解得x=151；

（4）①表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反应进行建立平衡，由第一列数据可知，平衡时HI物质的量分数为0.784，则氢气、碘蒸汽总物质的量分数为1-0.784=0.216，而氢气、与碘蒸汽物质的量分数相等均为0.108，反应前后气体体积不变，用物质的量分数代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K==；

②增大反应物的量，平衡向正方向移动，但反应体系体积变化为0，最终平衡状态不变，故达到平衡后x(HI)不变；

③到达平衡时，正、逆反应速率相等，则k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2)，则k逆=k正×=，在t=40min时，正反应建立平衡的x(HI)=0.85，则v正=k正x2(HI)=0.0027min-1×0.852=1.95×10-3min-1；

④对于2HI(g)H2(g)+I2(g)反应建立平衡时：升高温度，正、逆反应速率均加快，因此排除C点，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡正向移动，再次平衡时HI的物质的量分数减小，因此排除B点，故选A点；对于H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)反应建立平衡时：升高温度，正、逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动，再次平衡时H2的物质的量分数增大，故选E点；因此反应重新达到平衡，v正～x(HI)对应的点为A，v逆～x(H2)对应的点为E，故答案为A、E。

考点：考查氧化还原反应、反应热计算、化学平衡常数计算、化学反应速率计算及影响因素、平衡移动等。