Question

【題目】碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。回答下列問題：

（1）已知：

H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1

H2(g)+I2(s)=2HI(g) ΔH=＋26.48kJ·mol-1

I2(g)=I2(s) ΔH=-37.48kJ·mol-1

化學鍵	I—I	H—I
鍵能/（kJ·mol-1）	151	299

鍵能是將1mol氣體分子AB斷裂為中性氣態原子A和B所需要的能量，單位為kJ·mol-1。

①Q=____kJ·mol-1。

②H—H鍵能為____kJ·mol-1。

（2）716K時，在恒容密閉容器中按物質的量之比1：1充入H2(g)和I2(g)，測得氣體混合物中碘化氫的物質的量分數與反應時間的關系如圖：

①若反應開始時氣體混合物的總壓為pkPa，則反應在前20min內的I2(g)平均速率(I2)=___kPa·min-1（用含p的式子表示）。

②在H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1反應中，正反應速率為v正=k正·c(H2)·c(I2)，逆反應速率為v逆=k逆·c2(HI)，其中k正、k逆為速率常數，則溫度為716K時，=___（列出計算式）。

③H2(g)+I2(g)2HI(g)達平衡后，降低溫度，平衡可能逆向移動，原因是___。

（3）一定條件下，NaClO可將溶液中的I-氧化為I2。通過測定體系的吸光度，檢測到不同pH下I2的生成量隨時間的變化關系如圖。

已知：吸光度越高表明該體系中c(I2)越大。

①pH=4.8時，在___min附近c(I2)最大。

②10min時，不同pH與吸光度的關系是___。

③pH=4.0時，體系的吸光度很快達到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因是___。

Answer 1

【答案】-11 436 0.015p 或 降溫使碘蒸氣變為固態碘，導致反應物濃度降低，平衡逆向移動 30 pH越低，吸光度越高或pH越高，吸光度越低 c(H+)增大，ClO-氧化性增強，會繼續將I2進一步氧化，c(I2)降低，吸光度下降

【解析】

（1）①用蓋斯定律計算Q；

②利用ΔH=反應物總鍵能生成物總鍵能，求H—H鍵能；

（2）①通過表中數據、按要求計算反應在前20min內的I2(g)平均速率(I2)；

②在H2(g)+I2(g)2HI(g)中，溫度為716K時，正反應速率v正=k正·c(H2)·c(I2)等于逆反應速率=v逆=k逆·c2(HI)，處于平衡狀態，據此可計算；

③H2(g)+I2(g)2HI(g)達平衡后，降低溫度，平衡可能逆向移動的原因從體系內存在的其它變化來分析（此反應中逆反應為吸熱方向）；

（3）①pH=4.8時，據圖判斷c(I2)最大的時間；

②10min時，不同pH與吸光度的關系可通過該圖數據分析得出；

③pH=4.0時，體系的吸光度很快達到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能從物質的性質來分析；

（1）①設反應①H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1，反應②H2(g)+I2(s)=2HI(g) ΔH=＋26.48kJ·mol-1，變化③I2(g)=I2(s) ΔH=-37.48kJ·mol-1，則反應①=反應②+變化③，故Q=-37.48＋26.48=-11；

答案為：-11；

②按以上計算，則H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=-11kJ·mol-1，利用ΔH=反應物總鍵能生成物總鍵能=x+151-2×299=-11，x=436；

答案為：436；

（2）①按題意知：、則反應在前20min內的I2(g)平均速率(I2)== 0.015p kPa·min-1；

答案為：0.015p；

②在H2(g)+I2(g)2HI(g)中，溫度為716K體系處于平衡狀態時，v正=k正·c(H2)·c(I2) =v逆=k逆·c2(HI)，則，圖示平衡時 ，則，則或；

答案為：或；

③H2(g)+I2(g)2HI(g)為放熱反應，若達平衡后物質狀態及反應沒有變化，則降低溫度，平衡應該右移，現在逆向移動，則可能的原因從體系內存在的其它變化來分析，可能原因為：降溫使碘蒸氣變為固態碘，導致反應物濃度降低，平衡逆向移動；

答案為：降溫使碘蒸氣變為固態碘，導致反應物濃度降低，平衡逆向移動；

（3）①吸光度越高表明該體系中c(I2)越大，可由圖知pH=4.8時，c(I2)最大的時間為30min；

答案為：30；

②吸光度越高表明該體系中c(I2)越大，10min時， ，10 min時pH越低c(H+)越大，反應速率加快，c(I2)越高，吸光度越大；

答案為：pH越低，吸光度越高或pH越高，吸光度越低；

③pH=4.0時，體系的吸光度很快達到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降即c(I2)快速下降，也就是進一步反應了，這是因為c(H+)增大，ClO-氧化性增強，會繼續將I2進一步氧化；

答案為：c(H+)增大，ClO-氧化性增強，會繼續將I2進一步氧化，c(I2)降低，吸光度下降。