Question

【題目】碘及其化合物在人類活動中占有重要地位。已知反應H2(g) + I2(g)2HI(g) ΔH=﹣11 kJ·mol－1。716K時，在一密閉容器中按物質的量比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下圖：

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

(2)反應達平衡時，H2的轉化率α(H2)=____________。

(3)上述反應中，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。升高溫度，________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)降低溫度，平衡可能逆向移動的原因是__________。

(5)1 mol H2(g)分子中化學鍵斷裂時需要吸收436 kJ的能量，下圖中的ΔH2=________kJmol－1

(6)氫碘酸可用“四室式電滲析法”制備，電解裝置及起始的電解質溶液如上圖所示。

①陽極電極反應式為______________。

②陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過，A膜為陽膜，則B膜為______膜，C膜為______膜。

Answer 1

【答案】0.03 p 78.4% 減小 降溫使碘蒸氣變為固態，氣態碘濃度降低平衡逆向移動 －162 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 陰 陽

【解析】

（1）列出三段式，根據速率公式計算；

（2）根據轉化率公式計算；

（3）到達平衡時，正、逆反應速率相等，即反應的平衡常數，H2(g) + I2(g)2HI(g) ΔH=﹣11 kJ·mol－1，升高溫度，平衡逆向移動，減小；

（4）降低溫度，平衡可能逆向移動的原因是：降溫使碘蒸氣變為固態；

（5）由圖根據蓋斯定律計算；

（6）①水在陽極發生氧化反應生成氧氣；

②陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過，A膜為陽膜允許氫離子通過，則B膜為陰膜，允許碘離子通過，C膜為陽膜，允許鈉離子通過。

（1）

由圖 ，x=0.6，

(HI)===0.03pkPa·min－1

（2）反應達平衡時，HI的體積分數為0.784，，x=0.784，H2的轉化率α(H2)= =78.4%；

（3）到達平衡時，正、逆反應速率相等，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)，v正= k正·c(H2)·c(I2)=k逆·c2(HI)=v逆，==K，H2(g) + I2(g)2HI(g) ΔH=﹣11 kJ·mol－1，升高溫度，平衡逆向移動，減小；

（4）降低溫度，平衡可能逆向移動的原因是：降溫使碘蒸氣變為固態，氣態碘濃度降低平衡逆向移動。

（5）1 mol H2(g)分子中化學鍵斷裂時需要吸收436 kJ的能量，由圖ΔH3=587kJmol－1，1 mol I2(g)分子中化學鍵斷裂時需要吸收587KJ-436 kJ=151KJ的能量，即ΔH2=151kJmol－1，又ΔH1+ΔH2=ΔH，ΔH2=ΔH-ΔH1=（-11-151）kJmol－1=-162kJmol－1；

（6）①水在陽極發生氧化反應生成氧氣，陽極電極反應式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。

②陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過，A膜為陽膜允許氫離子通過，則B膜為陰膜，允許碘離子通過，C膜為陽膜，允許鈉離子通過。