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 ， 寫出該反應的離子方程式 ．
（2）一種碘和氧的化合物（I4O9），可以稱為碘酸碘，則I4O9中碘元素的化合價是 ．
A.﹣1
B.+1
C.+3
D.+5
（3）若IOH是兩性化合物，寫出IOH的酸式電離的電離方程式 ．
（4）已知反應2HI（g）═H2（g）+I2（g）△H=+11kJmol﹣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1mol HI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為kJ．
（5）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：

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υ正=k正x2（HI），逆反應速率為υ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）．
③由上述實驗數據計算得到υ正～x（HI）和υ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）2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O
（2）C,D
（3）IOH?H++IO﹣
（4）299
（5）,,AE
【解析】解：（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，反應的離子方程式為：2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O，

所以答案是：2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O；

（2）由題意，碘和氯有相似的化學性質，則碘酸根中碘元素的化合價與氯酸根中氯元素的化合價相同；氯酸鉀中鉀元素顯+1價，氯酸根的化合價為﹣1價，則碘酸根的化合價也為﹣1價；設氯酸根中氯元素的化合價是x，則x+（﹣2）×3=﹣1，x=+5價；因此碘酸根（IO3）中碘元素化合價也為+5價；

碘酸根（IO3）顯﹣1價，設I（IO3）3中碘元素的化合價是y，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：y+（﹣1）×3=0，則y=+3價．

這種化合物中碘的化合價分別是+3和+5價．

所以答案是：CD；

（3）若IOH是兩性化合物，IOH的酸式電離生成次碘酸根離子和氫離子，電離方程式為：IOHH++IO﹣，

所以答案是：IOHH++IO﹣；

（4）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，

所以答案是：299；

（5）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= = ，

所以答案是： ；

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× = ，

所以答案是： ；

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，

所以答案是：A；E．

【考點精析】根據題目的已知條件，利用化學平衡的計算的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．