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 ， 写出该反应的离子方程式 ．
（2）一种碘和氧的化合物（I4O9），可以称为碘酸碘，则I4O9中碘元素的化合价是 ．
A.﹣1
B.+1
C.+3
D.+5
（3）若IOH是两性化合物，写出IOH的酸式电离的电离方程式 ．
（4）已知反应2HI（g）═H2（g）+I2（g）△H=+11kJmol﹣1 ， 1mol H2（g）、1mol I2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1mol HI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ．
（5）Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）H2（g）+I2（g）．在716K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υ正=k正x2（HI），逆反应速率为υ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）．
③由上述实验数据计算得到υ正～x（HI）和υ逆～x（H2）的关系可用如图表示．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】
（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，反应中I元素发生氧化反应，Mn元素被还原，还原产物应为硫酸锰，反应的离子方程式为：2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O，

所以答案是：2I﹣+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O；

（2）由题意，碘和氯有相似的化学性质，则碘酸根中碘元素的化合价与氯酸根中氯元素的化合价相同；氯酸钾中钾元素显+1价，氯酸根的化合价为﹣1价，则碘酸根的化合价也为﹣1价；设氯酸根中氯元素的化合价是x，则x+（﹣2）×3=﹣1，x=+5价；因此碘酸根（IO3）中碘元素化合价也为+5价；

碘酸根（IO3）显﹣1价，设I（IO3）3中碘元素的化合价是y，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：y+（﹣1）×3=0，则y=+3价．

这种化合物中碘的化合价分别是+3和+5价．

所以答案是：CD；

（3）若IOH是两性化合物，IOH的酸式电离生成次碘酸根离子和氢离子，电离方程式为：IOHH++IO﹣，

所以答案是：IOHH++IO﹣；

（4）设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ，则：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，表中第二列向逆反应进行建立平衡，由第一列数据可知，平衡时HI物质的量分数为0.784，则氢气、碘蒸汽总物质的量分数为1﹣0.784=0.216，而氢气、与碘蒸汽物质的量分数相等均为0.108，反应前后气体体积不变，用物质的量分数代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K= = ，

所以答案是： ；

②到达平衡时，正、逆反应速率相等，则k正x2（HI）=k逆x（H2）x（I2），则k逆=k正× = ，

所以答案是： ；

③对于2HI（g）H2（g）+I2（g）反应建立平衡时：

升高温度，正、逆反应速率均加快，因此排除C点，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡正向移动，再次平衡时HI的物质的量分数减小，因此排除B点，故选A点；

对于H2（g）+I2（g）2HI（g）反应建立平衡时：

升高温度，正、逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动，再次平衡时H2的物质的量分数增大，故选E点；

因此反应重新达到平衡，v正～x（HI）对应的点为A，v逆～x（H2）对应的点为E，

所以答案是：A；E．

【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡的计算的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．