Question

12．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）海帶中富含碘，請(qǐng)簡(jiǎn)述檢驗(yàn)碘的實(shí)驗(yàn)方案取海帶灼燒成灰，加水浸取后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入硫酸與雙氧水，再加淀粉試液變藍(lán)，說(shuō)明含有碘；
（2）已知反應(yīng)2HI（g）═H₂（g）+I₂（g）的△H=+11kJ•mol^-1，1molH₂（g）、1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436KJ、299KJ的能量，則1molI₂（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為151kJ；
（3）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI（g）═H₂（g）+I₂（g）
在716K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：$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$；（不用求出結(jié)果）
②其他條件不變，向平衡后體系中再加入少量HI，則平衡向正（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后x（HI）不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
③上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v_正=k_正x²（HI），逆反應(yīng)速率為v_逆=k_逆x（H₂）x（I₂），其中k_正、k_逆為速率常數(shù)，則k_逆為$\frac{{K}_{正}}{K}$（以K和K_正表示）；若k_正=0.0027min^-1，在t=40min時(shí)，v_正=1.95×10^-3min^-1min^-1．
④由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v_正～x（HI）和v_逆～x（H₂）的關(guān)系可用如圖表示．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A、E（填字母）．

Answer 1

分析 （1）海帶中的碘是化合態(tài)形式，淀粉遇碘單質(zhì)顯藍(lán)色，故可將海帶中的碘元素形成碘單質(zhì)的形式可檢驗(yàn)；
（2）根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計(jì)算；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是0.784，碘和氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等為0.108，化學(xué)平衡常數(shù)K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積之比，帶入計(jì)算；
②增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)正向移動(dòng)；新平衡相當(dāng)于對(duì)原平衡加壓，該反應(yīng)氣體體積不變，則平衡不移動(dòng)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量增大，但百分量不變；
③根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)公式確定k_逆、K、k_正的關(guān)系；根據(jù)v_正=k_正x²（HI）計(jì)算正反應(yīng)速率；
④升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，逆反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大．

解答 解：（1）海帶中的碘是化合態(tài)形式，淀粉遇碘單質(zhì)顯藍(lán)色，故取海帶灼燒成灰，加水浸取后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入硫酸與雙氧水，再加淀粉試液變藍(lán)，說(shuō)明含有碘；
故答案為：取海帶灼燒成灰，加水浸取后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入硫酸與雙氧水，再加淀粉試液變藍(lán)，說(shuō)明含有碘；
（2）設(shè)1molI₂（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為x，反應(yīng)2HI（g）═H₂（g）+I₂（g）的△H=+11kJ•mol^-1，1molH₂（g）、1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436KJ、299KJ的能量，則2×299-436-x=△H=+11kJ•mol^-1，解得x=151；
故答案為：151；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是0.784，碘和氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等為0.108，其化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}_{2}）•c（{I}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$；
故答案為：$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$；
②向平衡后體系中再加入少量HI，反應(yīng)物濃度增大，瞬間反應(yīng)向著正方向進(jìn)行；但是該反應(yīng)是個(gè)氣體體積不變的反應(yīng)，相當(dāng)于對(duì)原平衡加壓，新平衡時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量增大，但是百分量不變，則HI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也不變；
故答案為：正；不變；
③該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，v_正=k_正x²（HI）=v_逆=k_逆x（H₂）x（I₂），則k_逆=k_正$•\frac{{x}^{2}（HI）}{x（{H}_{2}）x（{I}_{2}）}$=$\frac{{K}_{正}}{K}$，若k_正=0.0027min^-1，在t=40min時(shí)，v_正=0.0027min^-1×0.85²=1.95×10^-3min^-1；
故答案為：$\frac{{K}_{正}}{K}$； 1.95×10^-3min^-1；
 ④對(duì)于2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）反應(yīng)建立平衡時(shí)：
升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，因此排除C點(diǎn)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此平衡正向移動(dòng)，再次平衡時(shí)HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，因此排除B點(diǎn)，故選A點(diǎn)；
對(duì)于H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）反應(yīng)建立平衡時(shí)：
升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此平衡逆向移動(dòng)，再次平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，故選E點(diǎn)；
因此反應(yīng)重新達(dá)到平衡，v_正～x（HI）對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為A，v_逆～x（H₂）對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為E；
故答案為：A、E．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷能力，易錯(cuò)點(diǎn)是平衡狀態(tài)判斷，注意：只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，難點(diǎn)是（3）題計(jì)算．