Question

碘及其化合物在生产、生活和科技等方面都有着重要的应用。回答下列问题：

（1）碘不宜溶于水，但易溶于碘化钾溶液并生成多碘离子，反应如下：

①I₂(s)+I^-(aq)I₃^-(aq) △H<0；②I₂(s)+2I^-(aq)I₄^2-(aq)。反应②的平衡常数的表达式为K=___________。温度升高时，反应①的平衡常数将____________(填“增大”“减小”或“不变”)

（2）碘与钨在一定温度下，可发生如下可逆反应：W(s)+I₂(g)WI₂(g)。现准确称取0.508g碘和0.736g金属钨放置于50.0mL的密闭容器中，并加热使其反应。如图是混合气体中的WI₂蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI₂)～t]，其中曲线Ⅰ(0～t₂时间段)的反应温度为450℃，曲线Ⅱ(从t₂时刻开始)的反应温度为530℃。

①该反应△H__________0(填“>”或“<”)。

②反应从开始到t₁(t₁= 3 min)时间内的平均速率v(I₂)=                  。

③在450℃时，该反应的平衡常数K=______________。

④能够说明上述反应已经达到平衡状态的有            (填选项字母)。

A．I₂与WI₂的浓度相等

B．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等

C．容器内混合气体的密度不再改变

D．容器内气体压强不发生变化

（3）I₂O₅是白色粉末状固体，可用作氧化剂使H₂S、CO、HC1等氧化，在合成氨工业中常用I₂O₅来定量测量CO的含量。已知：①2I₂(s)+5O₂(g)＝2I₂O₅(s) ΔH＝-75.56kJ•mol^-1②2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g) ΔH＝-566.0kJ•mol^-1 。写出CO（g）与I₂O₅（s）反应析出固态I₂的热化学方程式：__________________________。

Answer

（1）c(I42-)/c2(I-)；减小；

（2）①< ②0.012mol·L-1·min-1 ③9 ④BC；

（3）5CO（g）+I2O5(s)＝5CO2(g)+I2（s）△H＝-1377.22kJ mol-1

【解析】

试题分析：（1）已知方程式I2(s)+2I-(aq)I42-(aq)，则其平衡常数表达式为：K＝c(I42-)/c2(I-)。已知反应①的△H＜0，所以升高温度平衡向逆方向移动，则平衡常数减小；

（2）①（1）升高温度，化学平衡向吸热方向移动；升高温度时，WI2的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，△H＜0；

②因为v（WI2）＝，由于反应速率之比等于计量数之比，所以v（I2）＝0.012mol·L-1·min-1；

③反应开始时，碘的物质的量为n＝0.508g÷254g/mol＝0.002mol，反应达平衡时生成WI21.80×10-3mol，根据化学方程式可知，需要碘1.80×10-3mol参加反应，剩余碘0.0002mol，所以平衡时，c（WI2）＝0.0018mol÷0.05L＝0.036mol/L，c（I2）＝0.0002mol÷0.05L＝0.004mol/L，因为W是固体，所以K＝0.036mol/L÷0.004mol/L＝9；

④反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化。A、反应达平衡时，I2与WI2的浓度可能相等也可能不等，与反应初始浓度及转化率有关，所以不能证明达到平衡状态，A错误；B、单位时间内，金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等，该反应的正逆反应速率相等，所以达到平衡状态，B正确；C、平衡时各种物质的物质的量，即质量也不变，容器的体积不变，所以密度不再变化，C正确；D、该反应是反应前后气体体积不变的反应，无论反应是否达到平衡状态，压强始终不变，D错误；答案选BC。

（3）已知热化学方程式：

①2I2(s)+5O2(g)＝2I2O5(s) ΔH＝-75.56kJ•mol-1

②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) ΔH＝-566.0kJ•mol-1

根据盖斯定律将方程式②×5/2－①×1/2得5CO（g）+I2O5(s)＝5CO2(g)+I2（s）△H＝-1377.22kJ mol-1。

【考点定位】本题以碘元素及其化合物为载体，考查了平衡常数、反应速率的计算、影响化学平衡移动的因素、盖斯定律等知识点

【名师点晴】该题综合性较强，有一定的难度，解题的关键是将题中的信息与基础知识有机结合起来。难点是平衡状态判断，注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。