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(wèn)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(yīng)的還原產(chǎn)物為______。

（2）已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)的△H = +11 kJ·mol－1，l molH2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(s)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為______kJ。

（3）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)+I2(g)。在716 K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)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(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為__________________。

②上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為正=k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為____________________(以K和k正表示)。若k正=0.0027 min－1，在t = 40 min時(shí)， 正 = _______________min－1。

③由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到正～x(HI)和逆～x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，相應(yīng)的點(diǎn)分別為______________(填字母)。

Answer 1

【答案】 MnSO4(或Mn2＋) 299 k正／K 1.95×10－3 A、E

【解析】（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式來(lái)判斷還原產(chǎn)物是中學(xué)常規(guī)考法，遷移實(shí)驗(yàn)室制氯氣的原理可得MnSO4。

（2） 鍵能一般取正值來(lái)運(yùn)算，ΔH=E（反應(yīng)物鍵能總和）－E（生成物鍵能總和）；設(shè)1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為xkJ，代入計(jì)算：+11=2x－（436+151），x=299。

（3） ①因反應(yīng)前后氣體體積相等，不同的起始態(tài)很容易達(dá)到等效的平衡狀態(tài)。表格中的兩列數(shù)據(jù)是正向和逆向的兩組數(shù)據(jù)。

716K時(shí)，取第一行數(shù)據(jù)計(jì)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(xué)平衡常數(shù)為

②平衡狀態(tài)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注意到升溫的兩個(gè)效應(yīng)（加快化學(xué)反應(yīng)速率、使平衡移動(dòng)）即可突破：先看圖像右半?yún)^(qū)的正反應(yīng)，速率加快，坐標(biāo)點(diǎn)會(huì)上移；平衡（題中已知正反應(yīng)吸熱）向右移動(dòng)，坐標(biāo)點(diǎn)會(huì)左移。綜前所述，找出A點(diǎn)。同理可找出E點(diǎn)。