Question

【題目】碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途．回答下列問(wèn)題：
（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4 ， 即可得到I2 ， 寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式 ．
（2）一種碘和氧的化合物（I4O9），可以稱為碘酸碘，則I4O9中碘元素的化合價(jià)是 ．
A.﹣1
B.+1
C.+3
D.+5
（3）若IOH是兩性化合物，寫(xiě)出IOH的酸式電離的電離方程式 ．
（4）已知反應(yīng)2HI（g）═H2（g）+I2（g）△H=+11kJmol﹣1 ， 1mol H2（g）、1mol I2（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1mol HI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為kJ．
（5）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI（g）H2（g）+I2（g）．在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x（HI）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如表：

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根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為： ．
②上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為υ正=k正x2（HI），逆反應(yīng)速率為υ逆=k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為（以K和k正表示）．
③由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到υ正～x（HI）和υ逆～x（H2）的關(guān)系可用如圖表示．當(dāng)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，相應(yīng)的點(diǎn)分別為（填字母）．

Answer 1

【答案】
（1）2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O
（2）C,D
（3）IOH?H++IO﹣
（4）299
（5）,,AE
【解析】解：（1）海藻中的碘元素以碘化物形式存在，反應(yīng)中I元素發(fā)生氧化反應(yīng)，Mn元素被還原，還原產(chǎn)物應(yīng)為硫酸錳，反應(yīng)的離子方程式為：2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O，

所以答案是：2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O；

（2）由題意，碘和氯有相似的化學(xué)性質(zhì)，則碘酸根中碘元素的化合價(jià)與氯酸根中氯元素的化合價(jià)相同；氯酸鉀中鉀元素顯+1價(jià)，氯酸根的化合價(jià)為﹣1價(jià)，則碘酸根的化合價(jià)也為﹣1價(jià)；設(shè)氯酸根中氯元素的化合價(jià)是x，則x+（﹣2）×3=﹣1，x=+5價(jià)；因此碘酸根（IO3）中碘元素化合價(jià)也為+5價(jià)；

碘酸根（IO3）顯﹣1價(jià)，設(shè)I（IO3）3中碘元素的化合價(jià)是y，根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可得：y+（﹣1）×3=0，則y=+3價(jià)．

這種化合物中碘的化合價(jià)分別是+3和+5價(jià)．

所以答案是：CD；

（3）若IOH是兩性化合物，IOH的酸式電離生成次碘酸根離子和氫離子，電離方程式為：IOHH++IO﹣，

所以答案是：IOHH++IO﹣；

（4）設(shè)1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為x kJ，則：2x kJ﹣436kJ﹣151kJ=11kJ，解得x=299，

所以答案是：299；

（5）①表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，由第一列數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)HI物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.784，則氫氣、碘蒸汽總物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1﹣0.784=0.216，而氫氣、與碘蒸汽物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等均為0.108，反應(yīng)前后氣體體積不變，用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，則平衡常數(shù)K= = ，

所以答案是： ；

②到達(dá)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，則k正x2（HI）=k逆x（H2）x（I2），則k逆=k正× = ，

所以答案是： ；

③對(duì)于2HI（g）H2（g）+I2（g）反應(yīng)建立平衡時(shí)：

升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，因此排除C點(diǎn)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此平衡正向移動(dòng)，再次平衡時(shí)HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，因此排除B點(diǎn)，故選A點(diǎn)；

對(duì)于H2（g）+I2（g）2HI（g）反應(yīng)建立平衡時(shí)：

升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此平衡逆向移動(dòng)，再次平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，故選E點(diǎn)；

因此反應(yīng)重新達(dá)到平衡，v正～x（HI）對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為A，v逆～x（H2）對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為E，

所以答案是：A；E．

【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．