Question

【題目】（15分）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ΔH= +11kJ·mol－1，1mol H2(g)、1mol I2(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的關系如下表：

t/min	0	20	40	60	80	120
x(HI)	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
x(HI)	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

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/span>)的關系可用下圖表示。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）299

（4）①；②k逆= k正/K；1.95×10-3；③ A、E

【解析】

（1）問中根據氧化還原反應方程式來判斷還原產物是中學常規考法，遷移實驗室制氯氣的原理可得MnSO4。

（2）體系中既有氯化銀又有碘化銀時，存在沉淀轉化平衡：AgI(s) +Cl－AgCl(s) +I－。

分子、分母同時乘以，有：，將Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17代入得：。

（3）鍵能一般取正值來運算，ΔH=E（反應物鍵能總和）－E（生成物鍵能總和）；設1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為xkJ，代入計算：+11=2x－（436+151）

x =299

（4）①問中的反應是比較特殊的，反應前后氣體體積相等，不同的起始態很容易達到等效的平衡狀態。大家注意表格中的兩列數據是正向和逆向的兩組數據。

716K時，取第一行數據計算：2HI（g）H2（g）+I2（g）

n（始）（取1mol） 1 0 0

Δn （0.216） （0.108） （0.108）

n（平） 0.784 （0.108） （0.108）

化學平衡常數為

本小題易錯點：計算式會被誤以為是表達式。

②問的要點是：平衡狀態下，v正= v逆，故有：k正·x2(HI) = k逆·x(H2)·x(I2)

變形：k正/ k逆=｛ x(H2)·x(I2)｝/ x2(HI)=K

故有： k逆= k正/K

③ 問看似很難，其實注意到升溫的兩個效應（加快化學反應速率、使平衡移動）即可突破：先看圖像右半區的正反應，速率加快，坐標點會上移；平衡（題中已知正反應吸熱）向右移動，坐標點會左移。綜前所述，找出A點。同理可找出E點。