Question

碘化氢常用于制备碘的化合物和用作有机反应的还原剂。碘化氢不稳定，易分解，碘化氢极易溶于水，其水溶液称为氢碘酸，氢碘酸是强酸，有较强的还原性。

(1)氢碘酸若在空气中长期放置，溶液会变成黄色，其原因是___（用化学方程式来表示）。

(2)实验室中常用干燥的红磷和碘相互接触，加少量水微热，即可生成碘化氢和亚磷酸（H₃PO₃），该反应的化学方程式为___。

(3)氢气和碘蒸气能直接反应生成碘化氢，H₂(g)＋I₂(g)2HI(g)   ΔH＜0。T℃时，向1L恒容密闭容器中充入0.2molH₂和0.2molI₂(g)，5min时反应达到平衡，H₂、I₂(g)和HI的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图l所示：

①0～5min内，以HI表示的该反应速率v(HI)=___。

②T℃时，该反应的平衡常数K=___。

③6min时，改变的外界条件为___。

④10min时，保持其他条件不变，再向容器中充入0.1molH₂、0.1molI₂(g)、0.2molHI(g)，12min时达到新平衡。在图2中画出10～12min，H₂和HI的浓度变化曲线___（曲线上标明H₂和HI）；0～5min和0～2min时间段，H₂的转化率分别用α₁、α₂表示，则α_l___α₂（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer

4HI＋O2=2H2O＋2I2 2P＋3I2＋6H2O=2H3PO3＋6HI 0.064mol·L-1·min-1 64 降温 ＜

【解析】

(1)氢碘酸具有较强的还原性，露置在空气中会被空气中的氧气氧化为碘单质，从而使溶液变黄，反应的化学方程式为：4HI＋O2=2H2O＋2I2。答案为：4HI＋O2=2H2O＋2I2；

(2)根据题意和氧化还原反应方程式的配平原则，该反应的化学方程式为：2P＋3I2＋6H2O=2H3PO3＋6HI。答案为：2P＋3I2＋6H2O=2H3PO3＋6HI；

(3)①由图像可知，0～5min内，Δc(HI)=0.32mol·L-1，v(HI)= =0.064mol·L-1·min-1。答案为：0.064mol·L-1·min-1；

②T℃时，该反应在5min时达到平衡，由图像可知，平衡时，c(HI)=0.32mol·L-1，c(H2)=c(I2)=0.04mol·L-1，则T℃时该反应的平衡常数K===64。答案为：64；

③6min时，反应物、产物浓度瞬间不变，但随着反应的进行，反应物浓度减少，生成物浓度增加，说明平衡正向移动，由于该正反应为放热反应，故6min时改变的条件是降低温度。答案为：降温；

④10min时，已达到新的平衡，此时c(H2)=c(I2)=0.02mol·L-1，c(HI)=0.36mol·L-1，则K===324。保持其他条件不变，再向容器中充入0.1molH2、0.1molI2(g)、0.2molHI，此时，c(H2)=c(I2)=0.12mol·L-1，c(HI)=0.56mol·L-1，Qc===＜K=324，平衡正向移动，c(H2)和c(I2)减小，c(HI)增大，12min时，反应达到新平衡，设10min～12min过程中Δc(H2)=Δc(I2)=xmol·L-1，则12min时，c(H2)=c(I2)=(0.12－x)mol·L-1，c(HI)=(0.56＋2x)mol·L-1，则K===324，解得：x=0.08，故12min时，c(H2)=c(I2)=(0.12－0.08)mol·L-1=0.04mol·L-1，c(HI)=(0.56＋0.16)mol·L-1=0.72mol·L-1，故10～12min，H2和HI的浓度变化曲线如图所示。

由图示可知，0～5min时，H2的转化率α1=×100%=80%，0～12min时，共充入的n(H2)=0.3mol，12min时，剩余n(H2)=0.04mol·L-1×1L=0.04mol，则0～12min时，H2的转化率α2=×100%≈86.7%，故α1＜α2。答案为：；＜。