Question

【题目】研究碘单质在相关反应中的转化和生成具有重要价值。

(1)TaS2晶体是一种强关联二维材料，在一定条件下可发生如下反应：

TaS2(s)＋2I2(g) TaI4(g)＋S2(g) ΔH＞0

①T℃时，向体积为2 L恒容密闭容器中加入0.3 mol I2(g)和0.3 mol TaS2(s)，达到平衡时，I2(g)的物质的量为0.1 mol。该反应的平衡常数为__________。向平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，下列说法正确的是__________（填字母）。

A．当2v(I2)正＝v(S2)逆时，反应到达新的平衡

B．当混合气体的颜色不再发生变化时，反应到达新的平衡

C．反应达到新平衡时，压强与原平衡相同

D．反应达到新平衡时，混合气体的密度是原平衡的两倍

②利用“化学蒸气转移法”可以提纯含难挥发杂质的TaS2粉末。反应在如右图所示的石英真空管中进行。先在温度为T1 的一段放入未提纯的TaS2粉末，充入少量I2（g），一段时间后，在温度为T2 一端得到了纯净TaS2晶体。则温度T1__________T2（填“＞”“＜”或“=” ）。

(2)某实验小组对其他条件一定，不同pH时O3持续通入NaI溶液中的过程和结果进行了研究。O3通入NaI溶液中的反应过程如下，I3-的浓度随时间的变化如下图所示。

反应1：I(aq)＋O3(g)=IO(aq)＋O2(g)

反应2：IO(aq)＋2H＋(aq)＋I(aq) I2(aq)＋H2O(l)

反应3：I2(aq)＋I(aq) I3(aq)

①t1 s之前，pH＝4的溶液中比pH＝7的溶液中I3-的浓度大的原因是__________。

②t1 s之后，溶液中I3-的浓度逐渐下降的原因是__________。

Answer 1

【答案】1 BD ＞ 由反应2可知，pH越小，H＋浓度越大，生成I2的反应速率快，同时反应3的速率也加快。 t1 s之后，由于反应1的持续进行，溶液中I浓度不断减小，反应3的平衡向逆反应方向移动。

【解析】

（1）①根据已知条件确定平衡时物质的浓度，代入平衡常数表达式进行计算；

A． 达到平衡时正逆反应速率相等，且各组分浓度不再发生变化；

B．当混合气体的颜色不再发生变化时，反应达到平衡状态；

C．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，增大了反应物的浓度，平衡正向移动；

D．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，达到新的平衡后气体的量是原来的2倍；

②在T2温度下，平衡正向进行，在T1温度下，平衡逆向进行；

（2）①由图象可知pH越小，c(H+)越大，反应速率越快；

②随着反应的进行I的浓度逐渐减小，平衡逆向移动；

（1）①

TaS2(s)＋2I2(g) TaI4(g)＋S2(g)

平衡常数K===1；

A．当v(I2)正＝2v(S2)逆时，反应到达新的平衡，A项错误；；

B．当混合气体的颜色不再发生变化时，反应达到平衡状态，B项正确；

C．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，增大了反应物的浓度，平衡正向移动，生成的气体更多，因此压强与原平衡不相同，C项错误；

D．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，达到新的平衡后气体的量是原来的2倍，容器的容积不变，因此混合气体的密度是原平衡的2倍，D项正确；

②该反应为吸热反应，在T1温度下，平衡正向进行，为高温，在T2温度下，平衡逆向进行，为低温，因此T1＞T2；

（2）①由图象可知pH越小，c(H+)越大，增大物质的浓度，反应速率越快，因此pH＝4的溶液中比pH＝7的溶液中I3-的浓度大的原因是pH越小，H＋浓度越大，生成I2的反应速率快，同时反应3的速率也加快；

②随着反应的进行I的浓度逐渐减小，平衡逆向移动，因此I3-的浓度逐渐下降。