Question

碘及其化合物在生產(chǎn)、生活和科技等方面都有著重要的應(yīng)用．回答下列問題：
（1）保存碘單質(zhì)時應(yīng)注意的問題是

 

．
（2）碘不易溶于水，但易溶于碘化鉀溶液并生成多碘離子：
①I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）△H＜0  ②I₂（aq）+2I^-（aq）?I₄^2-（aq）反應(yīng)②的平衡常數(shù)K=

 

（填表達(dá)式）．溫度升高時，反應(yīng)①的平衡常數(shù)將

 

（填“增大”不變”或“減小”）．
（3）碘與鎢在一定溫度下，可發(fā)生如下的可逆反應(yīng)：W（s）+I₂（g）?WI₂（g）．現(xiàn)準(zhǔn)確稱取0.508g碘、0.736g金屬鎢放置于50.0mL的密閉容器中，并加熱使其反應(yīng)．如圖是混合氣體中的WI₂蒸氣的物質(zhì)的量隨時間變化關(guān)系的圖象[n（WI₂）-t]，其中曲線I（0～t₂時間段）的反應(yīng)溫度為450℃，曲線Ⅱ（從t₂時刻開始）的反應(yīng)溫度為530℃．
①該反應(yīng)△H

 

0（填“＞”或“＜”）．
②反應(yīng)從開始到t₁（t₁=3min）時間內(nèi)的平均速率υ（I₂）=

 

．
③在450℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
④能夠說明上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有

 

．
A．I₂與WI₂的濃度相等
B．單位時間內(nèi)，金屬鎢消耗的物質(zhì)的量與單質(zhì)碘生成的物質(zhì)的量相等
C．容器內(nèi)混合氣體的密度不再增加
D．容器內(nèi)氣體壓強不變化
（4）I₂O₅是白色粉末狀固體，可用作氧化劑使H₂S、CO、HCl等被氧化，在合成氨工業(yè)中常用I₂O₅來定量測量CO的含量．已知：
①2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.56kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1寫出CO（g）與I₂O₅（s）反應(yīng)析出固態(tài)I₂的熱化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)碘單質(zhì)的物理性質(zhì)分析；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)之積，結(jié)合化學(xué)方程式書寫平衡常數(shù)表達(dá)式；根據(jù)溫度對平衡的影響分析；
（3）①根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響并結(jié)合圖象分析；
②先根據(jù)v=

△c

t

結(jié)合圖象計算WI₂的反應(yīng)速率，再根據(jù)反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比計算v（I₂）；
③化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)之積；
④反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（4）根據(jù)已知熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱和書寫熱化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）因為碘單質(zhì)易升華，所以保存時要密封，避光，低溫保存在帶玻璃塞的廣口瓶中，故答案為：密封，避光，低溫保存在帶玻璃塞的廣口瓶中；
（2）已知方程式I₂（aq）+2I^-（aq）?I₄^2-，則其平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c( I 2- 4 )

c(I2)?c2(I-)

；已知反應(yīng)①的△H＜0，所以升高溫度平衡向逆方向移動，則平衡常數(shù)減小，
故答案為：

c( I 2- 4 )

c(I2)?c2(I-)

；減��；
（3）①（1）升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱方向移動；升高溫度時，WI₂的物質(zhì)的量減少，所以該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，即逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0，故答案為：＜；
（2）因為v（WI₂）=

1.8×10-3mol 0.05L

3min

=1.20×10^-2　mol?L^-1?min^-1；由于反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比，所以v（I₂）=1.20×10^-2mol?L^-1?min^-1，故答案為：1.20×10^-2mol?L^-1?min^-1；
（3）反應(yīng)開始時，碘的物質(zhì)的量為n=

0.508g

254g/mol

=0.002mol，反應(yīng)達(dá)平衡時生成WI₂1.80×10^-3mol，根據(jù)化學(xué)方程式可知，需要碘1.80×10^-3mol參加反應(yīng)，剩余碘0.0002mol，所以平衡時，c（WI₂）=

1.80×10-3mol

0.05L

=3.6×10^-2mol/L，c（I₂）=

0.0002mol

0.05L

=0.004mol/L，因為W是固體，所以K=

0.036mol/L

0.004mol/L

=9，故答案為：9；
（4）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化．
A、反應(yīng)達(dá)平衡時，I₂與WI₂的濃度可能相等也可能不等，與反應(yīng)初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以不能證明達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、單位時間內(nèi)，金屬鎢消耗的物質(zhì)的量與單質(zhì)碘生成的物質(zhì)的量相等，該反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相等，所以達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C、平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量，即質(zhì)量也不變，容器的體積不變，所以密度不再變化，故C正確；
D、該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，壓強始終不變，故D錯誤；
故答案為：B、C；
（5）已知熱化學(xué)方程式：
①2 I₂（s）+5O₂（g）=2 I₂O₅（s）；△H=-75.56kJ?mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）=2 CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律將方程式②×

5

2

-①×

1

2

得5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；△H=（-566.0kJ?mol^-1）×

5

2

-（-75.56kJ?mol^-1）×

1

2

=-1377.22kJ/mol，
所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol，
故答案為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．

點評：本題以碘元素及其化合物為載體，考查了平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計算、影響化學(xué)平衡移動的因素、蓋斯定律等知識點，綜合性較強，有一定的難度，解題的關(guān)鍵是將題中的信息與基礎(chǔ)知識有機結(jié)合起來．