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=3min）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^-1

②2CO（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

【解析】

试题分析：（1）已知方程式I2（s）+2I-（aq）⇌I42-，则其平衡常数表达式为：K=；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，故答案为：；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，故答案为：＜；

②因为v（WI2）==1.20×10-2 mol•L-1•min-1；由于反应速率之比等于计量数之比，所以v（I2）=1.20×10-2mol•L-1•min-1，故答案为：1.20×10-2mol•L-1•min-1；

③反应开始时，碘的物质的量为n==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）==3.6×10-2mol/L，c（I2）==0.004mol/L，因为W是固体，所以K==9，故答案为：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，故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，故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，故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，故D错误；故答案为：BC；

（3）已知热化学方程式：①2I2（s）+5O2（g）=2I2O5（s）；△H=-75.56kJ•mol-1，②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）；△H=-566.0kJ•mol-1，根据盖斯定律将方程式②×-①×得5CO（g）+I2O5（s）=5CO2（g）+I2（s）；△H=（-566.0kJ•mol-1）×-（-75.56kJ•mol-1）×=-1377.22kJ/mol，所以其热化学反应方程式为：5CO（g）+I2O5（s）=5CO2（g）+I2（s）△H=-1377.22kJ/mol，故答案为：5CO（g）+I2O5（s）=5CO2（g）+I2（s）△H=-1377.22kJ/mol。

【考点定位】考查化学平衡常数的含义；用盖斯定律进行有关反应热的计算；反应速率的定量表示方法；化学平衡状态的判断

【名师点晴】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，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。注意反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，必须是同一物质的正逆反应速率相等；反应达到平衡状态时，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，此类试题中容易发生错误的情况往往有：平衡时浓度不变，不是表示浓度之间有特定的大小关系；正逆反应速率相等，不表示是数值大小相等；对于密度、相对分子质量等是否不变，要具体情况具体分析等。