Question

【题目】碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：

（1）已知：

H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1

H2(g)+I2(s)=2HI(g) ΔH=＋26.48kJ·mol-1

I2(g)=I2(s) ΔH=-37.48kJ·mol-1

化学键	I—I	H—I
键能/（kJ·mol-1）	151	299

键能是将1mol气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需要的能量，单位为kJ·mol-1。

①Q=____kJ·mol-1。

②H—H键能为____kJ·mol-1。

（2）716K时，在恒容密闭容器中按物质的量之比1：1充入H2(g)和I2(g)，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数与反应时间的关系如图：

①若反应开始时气体混合物的总压为pkPa，则反应在前20min内的I2(g)平均速率(I2)=___kPa·min-1（用含p的式子表示）。

②在H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1反应中，正反应速率为v正=k正·c(H2)·c(I2)，逆反应速率为v逆=k逆·c2(HI)，其中k正、k逆为速率常数，则温度为716K时，=___（列出计算式）。

③H2(g)+I2(g)2HI(g)达平衡后，降低温度，平衡可能逆向移动，原因是___。

（3）一定条件下，NaClO可将溶液中的I-氧化为I2。通过测定体系的吸光度，检测到不同pH下I2的生成量随时间的变化关系如图。

已知：吸光度越高表明该体系中c(I2)越大。

①pH=4.8时，在___min附近c(I2)最大。

②10min时，不同pH与吸光度的关系是___。

③pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因是___。

Answer 1

【答案】-11 436 0.015p 或 降温使碘蒸气变为固态碘，导致反应物浓度降低，平衡逆向移动 30 pH越低，吸光度越高或pH越高，吸光度越低 c(H+)增大，ClO-氧化性增强，会继续将I2进一步氧化，c(I2)降低，吸光度下降

【解析】

（1）①用盖斯定律计算Q；

②利用ΔH=反应物总键能生成物总键能，求H—H键能；

（2）①通过表中数据、按要求计算反应在前20min内的I2(g)平均速率(I2)；

②在H2(g)+I2(g)2HI(g)中，温度为716K时，正反应速率v正=k正·c(H2)·c(I2)等于逆反应速率=v逆=k逆·c2(HI)，处于平衡状态，据此可计算；

③H2(g)+I2(g)2HI(g)达平衡后，降低温度，平衡可能逆向移动的原因从体系内存在的其它变化来分析（此反应中逆反应为吸热方向）；

（3）①pH=4.8时，据图判断c(I2)最大的时间；

②10min时，不同pH与吸光度的关系可通过该图数据分析得出；

③pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能从物质的性质来分析；

（1）①设反应①H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1，反应②H2(g)+I2(s)=2HI(g) ΔH=＋26.48kJ·mol-1，变化③I2(g)=I2(s) ΔH=-37.48kJ·mol-1，则反应①=反应②+变化③，故Q=-37.48＋26.48=-11；

答案为：-11；

②按以上计算，则H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=-11kJ·mol-1，利用ΔH=反应物总键能生成物总键能=x+151-2×299=-11，x=436；

答案为：436；

（2）①按题意知：、则反应在前20min内的I2(g)平均速率(I2)== 0.015p kPa·min-1；

答案为：0.015p；

②在H2(g)+I2(g)2HI(g)中，温度为716K体系处于平衡状态时，v正=k正·c(H2)·c(I2) =v逆=k逆·c2(HI)，则，图示平衡时 ，则，则或；

答案为：或；

③H2(g)+I2(g)2HI(g)为放热反应，若达平衡后物质状态及反应没有变化，则降低温度，平衡应该右移，现在逆向移动，则可能的原因从体系内存在的其它变化来分析，可能原因为：降温使碘蒸气变为固态碘，导致反应物浓度降低，平衡逆向移动；

答案为：降温使碘蒸气变为固态碘，导致反应物浓度降低，平衡逆向移动；

（3）①吸光度越高表明该体系中c(I2)越大，可由图知pH=4.8时，c(I2)最大的时间为30min；

答案为：30；

②吸光度越高表明该体系中c(I2)越大，10min时， ，10 min时pH越低c(H+)越大，反应速率加快，c(I2)越高，吸光度越大；

答案为：pH越低，吸光度越高或pH越高，吸光度越低；

③pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降即c(I2)快速下降，也就是进一步反应了，这是因为c(H+)增大，ClO-氧化性增强，会继续将I2进一步氧化；

答案为：c(H+)增大，ClO-氧化性增强，会继续将I2进一步氧化，c(I2)降低，吸光度下降。