Question

硫、氮、碘都是重要的非金属元素．
（1）某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H₂S、HNO₃、NO、H₂O．该反应中还原剂是______．若反应过程中转移了0.3mol电子，则反应的HNO₃的质量是______g．
（2）已知：2I（g）═I₂（g）△H=-151 kJ?mol^-1；2H（g）═H₂（g）△H=-436 kJ?mol^-1；HI（g）=H（g）+I（g）△H=+298 kJ?mol^-1．相同条件下，H₂与I₂反应生成HI的热化学方程式为：H₂（g）+I₂（g）=2HI（g）△H=______kJ?mol^-1．
（3）将1mo1I₂（g）和2molH₂（g）置于某2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）并达平衡．HI的体积分数φ（HI）随时间变化如图曲线II所示：
①达到平衡时，I₂（g）的物质的量浓度为______mol?L^-1．
②保持加入的反应物的物质的量不变，若改变反应条
件，在某一条件下φ（HI）的变化如曲线I所示，则该条件可能是______（填编号），在这种条件下平衡常数K值______（填“增大”、“变小”或“不变’，）．
A．恒温条件下，缩小反应的容积　B．恒容条件下．加入适当催化剂
C．在恒容下，升高温度　　D．在恒容下，充入N₂使容器压强增大
③若保持温度不变，在另一相同的2L密闭容器中加入1mol H₂（g）和2mol Hl（g），发生反应达到平衡时，H₂的体积分数为______．

Answer 1

解：（1）硝酸的氧化性大于硫，所以在该反应中硝酸作氧化剂，在反应中得电子化合价降低，则硫化氢在反应中失电子作还原剂，该反应方程式为：3H₂S+2HNO₃=3S+2NO+4H₂O，当126g硝酸参加反应时转移电子的物质的量是6mol，则若反应过程中转移了0.3mol电子，则反应的HNO₃的质量是=6.3g，故答案为：H₂S，6.3；
（2）I₂（g）=2I（g）△H=+151 kJ?mol^-1①；
H₂（g）=2H（g）△H=+436 kJ?mol^-1②
H（g）+I（g）=HI（g）△H=-298 kJ?mol^-1 ③，
将方程式①+②+③×2得H₂（g）+I₂（g）=2HI（g）△H═（+151 kJ?mol^-1）+（+436 kJ?mol^-1）+2×（-298 kJ?mol^-1 ）
=-9kJ/mol，故答案为：-9；
（3）①该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，所以反应后混合气体的物质的量是3mol，同一容器中各种气体的体积分数等其物质的量分数，所以平衡时碘化氢的物质的量=3mol×0.6=1.8mol，则参加反应的n（I₂）=，剩余的n（I₂）=1mol-0.9mol=0.1mol，所以平衡时c（I₂）==0.05mol/L，
故答案为：0.05；
②反应时间缩短，碘化氢的含量不变，说明该条件只改变反应速率不影响平衡，增大压强和加入催化剂对该反应平衡无影响，但都增大反应速率，缩短反应时间，温度不变平衡常数不变，故答案为：AB，不变；
③其它条件不变，向2L密闭容器中加入1mol H₂（g）和2mol Hl（g），相当于向2L密闭容器中加入1mo1I₂（g）和2molH₂（g），所以和第一个是等效平衡，各物质的体积分数不变，剩余氢气的物质的量=2mol-0.9mol=1.1mol，则氢气的体积分数=，故答案为：37%．
分析：（1）根据物质的氧化性、还原性强弱确定还原剂，根据硝酸和转移电子之间的关系计算；
（2）根据盖斯定律进行计算；
（3）①根据碘化氢的体积发生计算平衡时碘化氢的物质的量，再根据碘化氢和碘之间的关系式计算剩余的碘，c（I₂）=；
②反应时间缩短，碘化氢的含量不变，说明该条件只改变反应速率不影响平衡，压强和催化剂对该反应平衡无影响；
③运用等效平衡判断氢气的体积分数．
点评：本题考查反应热的计算、氧化还原反应、外界条件对化学平衡的影响等知识点，注意碘和氢气的反应特点及等效平衡的应用，为易错点．