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）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，該反應的還原產物為___________；

（2）上述濃縮液中含有I-、Cl-等離子，取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液，當AgCl開始沉淀時，溶液中為：___________，已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.5×10-17。

（3）已知反應2HI(g)H2(g)+I2(g)的△H=+11kJmol-1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為___________ kJ。

（4）Bodensteins研究了下列反應：2HI(g)H2(g)+I2(g)，在716K時，氣體混合物中碘化氫的物質的量分數x(HI)與反應時間t的關系如表：

①根據上述實驗結果，該反應的平衡常數K的計算式為：___________；

②上述反應中，正反應速率為v正=k正x2(HI)，逆反應速率為v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數，則k逆為___________(以K和k正表示)．若k正=0.0027min-1，在t=40min時，v正=___________min-1．

③由上述實驗數據計算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的關系可用如圖表示．當升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，相應的點分別為___________(填字母)．

Answer 1

【答案】

（1）MnSO4；

（2）4.7×10-7；

（3）299kJ；

（4）①；②；1.95×10-3；③A；E

【解析】

試題分析：（1）海藻中的碘元素以碘化物形式存在，反應中I元素發生氧化反應，Mn元素被還原，還原產物應為硫酸錳，故答案為：MnSO4；

（2）當AgCl開始沉淀時，說明溶液中的c(I-)和c(Cl-)均已達到飽和狀態，因此可以根據溶度積表達式進行計算，溶液中===4.7×10-7，故答案為：4.7×10-7；

（3）設1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為x kJ，則：2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ，解得x=299，故答案為：299kJ；

（4）①表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反應進行建立平衡，由第一列數據可知，平衡時HI物質的量分數為0.784，則氫氣、碘蒸汽總物質的量分數為1-0.784=0.216，而氫氣、與碘蒸汽物質的量分數相等均為0.108，反應前后氣體體積不變，用物質的量分數代替濃度計算平衡常數，則平衡常數K==，故答案為：；

②到達平衡時，正、逆反應速率相等，則k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2)，則k逆=k正×=，

在t=40min時，正反應建立平衡的x(HI)=0.85，則v正=k正x2(HI)=0.0027min-1×0.852=1.95×10-3min-1，故答案為：；1.95×10-3；

③對于2HI(g)H2(g)+I2(g)反應建立平衡時：升高溫度，正、逆反應速率均加快，因此排除C點，正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，因此平衡正向移動，再次平衡時HI的物質的量分數減小，因此排除B點，故選A點；對于H2(g)+I2(g)2HI(g)反應建立平衡時：升高溫度，正、逆反應速率均加快，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，因此平衡逆向移動，再次平衡時H2的物質的量分數增大，故選E點；因此反應重新達到平衡，v正～x(HI)對應的點為A，v逆～x(H2)對應的點為E，故答案為：A；E。