Question

碘及其化合物在生产、生活和科技等方面都有着重要的应用．回答下列问题：
（1）保存碘单质时应注意的问题是

 

．
（2）碘不易溶于水，但易溶于碘化钾溶液并生成多碘离子：
①I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）△H＜0  ②I₂（aq）+2I^-（aq）?I₄^2-（aq）反应②的平衡常数K=

 

（填表达式）．温度升高时，反应①的平衡常数将

 

（填“增大”不变”或“减小”）．
（3）碘与钨在一定温度下，可发生如下的可逆反应：W（s）+I₂（g）?WI₂（g）．现准确称取0.508g碘、0.736g金属钨放置于50.0mL的密闭容器中，并加热使其反应．如图是混合气体中的WI₂蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n（WI₂）-t]，其中曲线I（0～t₂时间段）的反应温度为450℃，曲线Ⅱ（从t₂时刻开始）的反应温度为530℃．
①该反应△H

 

0（填“＞”或“＜”）．
②反应从开始到t₁（t₁=3min）时间内的平均速率υ（I₂）=

 

．
③在450℃时，该反应的平衡常数K=

 

．
④能够说明上述反应已经达到平衡状态的有

 

．
A．I₂与WI₂的浓度相等
B．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等
C．容器内混合气体的密度不再增加
D．容器内气体压强不变化
（4）I₂O₅是白色粉末状固体，可用作氧化剂使H₂S、CO、HCl等被氧化，在合成氨工业中常用I₂O₅来定量测量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写出CO（g）与I₂O₅（s）反应析出固态I₂的热化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,用盖斯定律进行有关反应热的计算,反应速率的定量表示方法,化学平衡状态的判断

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据碘单质的物理性质分析；
（2）根据平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数之积，结合化学方程式书写平衡常数表达式；根据温度对平衡的影响分析；
（3）①根据温度对化学平衡的影响并结合图象分析；
②先根据v=

△c

t

结合图象计算WI₂的反应速率，再根据反应速率之比等于计量数之比计算v（I₂）；
③化学平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数之积；
④反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，据此进行判断；
（4）根据已知热化学方程式，利用盖斯定律计算反应热和书写热化学方程式．

解答： 解：（1）因为碘单质易升华，所以保存时要密封，避光，低温保存在带玻璃塞的广口瓶中，故答案为：密封，避光，低温保存在带玻璃塞的广口瓶中；
（2）已知方程式I₂（aq）+2I^-（aq）?I₄^2-，则其平衡常数表达式为：K=

c( I 2- 4 )

c(I2)?c2(I-)

；已知反应①的△H＜0，所以升高温度平衡向逆方向移动，则平衡常数减小，
故答案为：

c( I 2- 4 )

c(I2)?c2(I-)

；减小；
（3）①（1）升高温度，化学平衡向吸热方向移动；升高温度时，WI₂的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
（2）因为v（WI₂）=

1.8×10-3mol 0.05L

3min

=1.20×10^-2　mol?L^-1?min^-1；由于反应速率之比等于计量数之比，所以v（I₂）=1.20×10^-2mol?L^-1?min^-1，故答案为：1.20×10^-2mol?L^-1?min^-1；
（3）反应开始时，碘的物质的量为n=

0.508g

254g/mol

=0.002mol，反应达平衡时生成WI₂1.80×10^-3mol，根据化学方程式可知，需要碘1.80×10^-3mol参加反应，剩余碘0.0002mol，所以平衡时，c（WI₂）=

1.80×10-3mol

0.05L

=3.6×10^-2mol/L，c（I₂）=

0.0002mol

0.05L

=0.004mol/L，因为W是固体，所以K=

0.036mol/L

0.004mol/L

=9，故答案为：9；
（4）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化．
A、反应达平衡时，I₂与WI₂的浓度可能相等也可能不等，与反应初始浓度及转化率有关，所以不能证明达到平衡状态，故A错误；
B、单位时间内，金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等，该反应的正逆反应速率相等，所以达到平衡状态，故B正确；
C、平衡时各种物质的物质的量，即质量也不变，容器的体积不变，所以密度不再变化，故C正确；
D、该反应是反应前后气体体积不变的反应，无论反应是否达到平衡状态，压强始终不变，故D错误；
故答案为：B、C；
（5）已知热化学方程式：
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，
根据盖斯定律将方程式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，
所以其热化学反应方程式为：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol，
故答案为：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．

点评：本题以碘元素及其化合物为载体，考查了平衡常数、反应速率的计算、影响化学平衡移动的因素、盖斯定律等知识点，综合性较强，有一定的难度，解题的关键是将题中的信息与基础知识有机结合起来．