Question

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

 

．
（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②的平衡常數K=

 

（填表達式）．溫度升高時，反應①的平衡常數將

 

（填“增大”不變”或“減小”）．
（3）碘與鎢在一定溫度下，可發生如下的可逆反應：W（s）+I₂（g）?WI₂（g）．現準確稱取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．如圖是混合氣體中的WI₂蒸氣的物質的量隨時間變化關系的圖象[n（WI₂）-t]，其中曲線I（0～t₂時間段）的反應溫度為450℃，曲線Ⅱ（從t₂時刻開始）的反應溫度為530℃．
①該反應△H

 

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

 

．
③在450℃時，該反應的平衡常數K=

 

．
④能夠說明上述反應已經達到平衡狀態的有

 

．
A．I₂與WI₂的濃度相等
B．單位時間內，金屬鎢消耗的物質的量與單質碘生成的物質的量相等
C．容器內混合氣體的密度不再增加
D．容器內氣體壓強不變化
（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）反應析出固態I₂的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：化學平衡常數的含義,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,反應速率的定量表示方法,化學平衡狀態的判斷

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據碘單質的物理性質分析；
（2）根據平衡常數等于生成物濃度系數次冪之積除以反應物濃度系數之積，結合化學方程式書寫平衡常數表達式；根據溫度對平衡的影響分析；
（3）①根據溫度對化學平衡的影響并結合圖象分析；
②先根據v=

△c

t

結合圖象計算WI₂的反應速率，再根據反應速率之比等于計量數之比計算v（I₂）；
③化學平衡常數等于生成物濃度系數次冪之積除以反應物濃度系數之積；
④反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，據此進行判斷；
（4）根據已知熱化學方程式，利用蓋斯定律計算反應熱和書寫熱化學方程式．

解答： 解：（1）因為碘單質易升華，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-，則其平衡常數表達式為：K=

c( I 2- 4 )

c(I2)?c2(I-)

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

c( I 2- 4 )

c(I2)?c2(I-)

；減小；
（3）①（1）升高溫度，化學平衡向吸熱方向移動；升高溫度時，WI₂的物質的量減少，所以該反應向逆反應方向移動，即逆反應是吸熱反應，所以正反應是放熱反應，△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；由于反應速率之比等于計量數之比，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）反應開始時，碘的物質的量為n=

0.508g

254g/mol

=0.002mol，反應達平衡時生成WI₂1.80×10^-3mol，根據化學方程式可知，需要碘1.80×10^-3mol參加反應，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）反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化．
A、反應達平衡時，I₂與WI₂的濃度可能相等也可能不等，與反應初始濃度及轉化率有關，所以不能證明達到平衡狀態，故A錯誤；
B、單位時間內，金屬鎢消耗的物質的量與單質碘生成的物質的量相等，該反應的正逆反應速率相等，所以達到平衡狀態，故B正確；
C、平衡時各種物質的物質的量，即質量也不變，容器的體積不變，所以密度不再變化，故C正確；
D、該反應是反應前后氣體體積不變的反應，無論反應是否達到平衡狀態，壓強始終不變，故D錯誤；
故答案為：B、C；
（5）已知熱化學方程式：
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，
所以其熱化學反應方程式為：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、反應速率的計算、影響化學平衡移動的因素、蓋斯定律等知識點，綜合性較強，有一定的難度，解題的關鍵是將題中的信息與基礎知識有機結合起來．