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）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△H=+11kJ•mol^-1，1molH₂(g)、1molI₂(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的关系如表：

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）MnSO4；

（2）4.7×10-7；

（3）299kJ；

（4）①；②；1.95×10-3；③A；E

【解析】

试题分析：（1）海藻中的碘元素以碘化物形式存在，反应中I元素发生氧化反应，Mn元素被还原，还原产物应为硫酸锰，故答案为：MnSO4；

（2）当AgCl开始沉淀时，说明溶液中的c(I-)和c(Cl-)均已达到饱和状态，因此可以根据溶度积表达式进行计算，溶液中===4.7×10-7，故答案为：4.7×10-7；

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

（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==，故答案为：；

②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，故答案为：；1.95×10-3；

③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。

【考点定位】考查化学平衡的影响因素；化学平衡的计算；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

【名师点晴】本题比较综合，涉及考查氧化还原反应、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，属于拼合型题目，（4）为易错点，侧重考查学生自学能力、分析解决问题的能力，注意表中数据为不同方向建立的平衡，题目中没有明确，增大了题目难度。