Question

大氣中的部分碘源于O₃對(duì)海水中I^－的氧化。將O₃持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究。
（1）O₃將I^－氧化成I₂的過(guò)程由3步反應(yīng)組成：
①I^－（aq）＋O₃（g）=IO^－（aq）＋O₂（g）ΔH₁
②IO^－（aq）＋H^＋（g）=HOI（aq）ΔH₂
③HOI（aq）＋I(xiàn)^－（aq）＋H^＋（aq）=I₂（aq）＋H₂O（l）ΔH₃
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________，
其反應(yīng)熱ΔH＝______________。
（2）在溶液中存在化學(xué)平衡：I₂（aq）＋I(xiàn)^－（aq） I₃^-（aq），其平衡常數(shù)表達(dá)式為________。
（3）為探究Fe^2＋對(duì)O₃氧化I^－反應(yīng)的影響（反應(yīng)體系如圖1），某研究小組測(cè)定兩組實(shí)驗(yàn)中I₃^-濃度和體系pH，結(jié)果見(jiàn)圖2和下表。

編號(hào)	反應(yīng)物	反應(yīng)前pH	反應(yīng)前pH
第1組	O3＋I(xiàn)－	5.2	11.0
第2組	O3＋I(xiàn)－＋Fe2＋	5.2	4.1

 
①第1組實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是______________。
②圖1中的A為________。由Fe^3＋生成A的過(guò)程能顯著提高I^－的轉(zhuǎn)化率，原因是____________________。
③第2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行18 s后，I₃^-濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有（雙選）________。
A．c（H^＋）減小
B．c（I^－）減小
C．I₂（g）不斷生成
D．c（Fe^3＋）增加
（4）據(jù)圖2，計(jì)算3～18 s內(nèi)第2組實(shí)驗(yàn)中生成I₃^-的平均反應(yīng)速率（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

（1）O₃（g）＋2I^－（aq）＋2H^＋（aq）=O₂（g）＋I(xiàn)₂（aq）＋H₂O（l）　ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃
（2）K＝
（3）①H^＋被消耗，其濃度降低　②Fe^2＋　Fe^3＋氧化I^－生成I₂，使I^－的轉(zhuǎn)化率顯著提高　③BD
（4）反應(yīng)時(shí)間：18 s－3 s＝15 s，I₃^-濃度變化：11.8×10^－3mol·L^－1－3.5×10^－3mol·L^－3mol·L^－1＝8.3×10^－3mol·L^－1，v（I₃^-）＝≈5.5×10^－4mol·（L·s）^－1

利用蓋斯定律、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因素等分析及計(jì)算，逐步解決問(wèn)題。
（1）根據(jù)蓋斯定律，由①＋②＋③可得總反應(yīng)為2I^－（aq）＋O₃（g）＋2H^＋（aq）=I₂（aq）＋O₂（g）＋H₂O（l），則ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃。（2）所給反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝。（3）①第1組實(shí)驗(yàn)中，pH升高是因?yàn)榉磻?yīng)消耗了H^＋。②圖1中的A為Fe^2＋，由Fe^3＋生成Fe^2＋的過(guò)程中，I^－被氧化為I₂，因此I^－的轉(zhuǎn)化率顯著提高。③導(dǎo)致I₃^-濃度下降的原因是c（Fe^3＋）增加，使c（I^－）減小，平衡I₂（aq）＋I(xiàn)^－（aq）??I₃^-（aq）逆向移動(dòng)。（4）v（I₃^-）＝≈5.5×10^－4mol·（L·s）^－1。
點(diǎn)撥：知識(shí)：反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)。能力：考查考生對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的理解能力。試題難度：中等。