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）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为______。

（2）已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的△H = +11 kJ·mol－1，l molH2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(s)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______kJ。

（3）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)。在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

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根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为__________________。

②上述反应中，正反应速率为正=k正x2(HI)，逆反应速率为逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为____________________(以K和k正表示)。若k正=0.0027 min－1，在t = 40 min时， 正 = _______________min－1。

③由上述实验数据计算得到正～x(HI)和逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为______________(填字母)。

Answer 1

【答案】 MnSO4(或Mn2＋) 299 k正／K 1.95×10－3 A、E

【解析】（1）根据氧化还原反应方程式来判断还原产物是中学常规考法，迁移实验室制氯气的原理可得MnSO4。

（2） 键能一般取正值来运算，ΔH=E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）；设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ，代入计算：+11=2x－（436+151），x=299。

（3） ①因反应前后气体体积相等，不同的起始态很容易达到等效的平衡状态。表格中的两列数据是正向和逆向的两组数据。

716K时，取第一行数据计算：2HI（g）H2（g）+I2（g）

n（始）（取1mol） 1 0 0

Δn（0.216） （0.108） （0.108）

n（平） 0.784（0.108） （0.108）

化学平衡常数为

②平衡状态下，v正=v逆，故有：k正·x2(HI) =k逆·x(H2)·x(I2)

变形：k正/k逆=｛x(H2)·x(I2)｝/x2(HI)=K；故有：k逆=k正/K

③注意到升温的两个效应（加快化学反应速率、使平衡移动）即可突破：先看图像右半区的正反应，速率加快，坐标点会上移；平衡（题中已知正反应吸热）向右移动，坐标点会左移。综前所述，找出A点。同理可找出E点。