Question

大氣中的部分碘源于O₃對海水中I^－的氧化。將O₃持續通入NaI溶液中進行模擬研究。
（1）O₃將I^－氧化成I₂的過程由3步反應組成：
①I^－（aq）＋O₃（g）=IO^－（aq）＋O₂（g）ΔH₁
②IO^－（aq）＋H^＋（g）=HOI（aq）ΔH₂
③HOI（aq）＋I^－（aq）＋H^＋（aq）=I₂（aq）＋H₂O（l）ΔH₃
總反應的化學方程式為_________________________________，
其反應熱ΔH＝______________。
（2）在溶液中存在化學平衡：I₂（aq）＋I^－（aq） I₃^-（aq），其平衡常數表達式為________。
（3）為探究Fe^2＋對O₃氧化I^－反應的影響（反應體系如圖1），某研究小組測定兩組實驗中I₃^-濃度和體系pH，結果見圖2和下表。

編號	反應物	反應前pH	反應前pH
第1組	O3＋I－	5.2	11.0
第2組	O3＋I－＋Fe2＋	5.2	4.1

 
①第1組實驗中，導致反應后pH升高的原因是______________。
②圖1中的A為________。由Fe^3＋生成A的過程能顯著提高I^－的轉化率，原因是____________________。
③第2組實驗進行18 s后，I₃^-濃度下降。導致下降的直接原因有（雙選）________。
A．c（H^＋）減小
B．c（I^－）減小
C．I₂（g）不斷生成
D．c（Fe^3＋）增加
（4）據圖2，計算3～18 s內第2組實驗中生成I₃^-的平均反應速率（寫出計算過程，結果保留兩位有效數字）。

Answer 1

（1）O₃（g）＋2I^－（aq）＋2H^＋（aq）=O₂（g）＋I₂（aq）＋H₂O（l）　ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃
（2）K＝
（3）①H^＋被消耗，其濃度降低　②Fe^2＋　Fe^3＋氧化I^－生成I₂，使I^－的轉化率顯著提高　③BD
（4）反應時間：18 s－3 s＝15 s，I₃^-濃度變化：11.8×10^－3mol·L^－1－3.5×10^－3mol·L^－3mol·L^－1＝8.3×10^－3mol·L^－1，v（I₃^-）＝≈5.5×10^－4mol·（L·s）^－1

利用蓋斯定律、化學反應速率、化學平衡的影響因素等分析及計算，逐步解決問題。
（1）根據蓋斯定律，由①＋②＋③可得總反應為2I^－（aq）＋O₃（g）＋2H^＋（aq）=I₂（aq）＋O₂（g）＋H₂O（l），則ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃。（2）所給反應的平衡常數表達式為K＝。（3）①第1組實驗中，pH升高是因為反應消耗了H^＋。②圖1中的A為Fe^2＋，由Fe^3＋生成Fe^2＋的過程中，I^－被氧化為I₂，因此I^－的轉化率顯著提高。③導致I₃^-濃度下降的原因是c（Fe^3＋）增加，使c（I^－）減小，平衡I₂（aq）＋I^－（aq）??I₃^-（aq）逆向移動。（4）v（I₃^-）＝≈5.5×10^－4mol·（L·s）^－1。
點撥：知識：反應熱、化學反應速率、化學平衡常數。能力：考查考生對化學反應原理的理解能力。試題難度：中等。