Question

【題目】碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。

(1)I2O5 是白色粉末狀固體，在合成氨工業(yè)中常用 I2O5 來定量測量 CO 的含量。

已知：2I2 (s)+5O2 (g)=2I2O5 (s) △H=﹣75.56kJ·mol-1

2CO (g)+O2 (g)=2CO2 (g) △H=﹣566.0kJ·mol-1

寫出 CO (g)與 I2O5 (s)反應(yīng)析出固態(tài) I2 的熱化學(xué)方程式：_____，若這個(gè)反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的△S_____0(填“>”，“<”或 “=”)；

(2)某興趣小組用 0.50mol·L-1KI、0.2％淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3 等試 劑，探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

已知：Ⅰ、S2O82-＋2I-＝2SO42-＋I2(慢) Ⅱ、I2＋2S2O32-＝2I- ＋S4O62-(快)

①向 KI、Na2S2O3 與淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8 溶液，當(dāng)溶液中的_____耗 盡后，溶液顏色將由無色變成為藍(lán)色。 請從碰撞理論的角度解釋上述產(chǎn)物未耗盡前溶液中看不到藍(lán)色的原因：_____

②為探討反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	體積 V/mL
	K2S2O8 溶液	水	KI 溶液	Na2S2O3 溶液	淀粉溶液
ⅰ	10.0	0.0	4.0	4.0	2.0
ⅱ	9.0	1.0	4.0	4.0	2.0
ⅲ	8.0	Vx	4.0	4.0	2.0

表中 Vx=_____mL，理由是_____。

③已知某條件下，濃度 c (S2O82-)～反應(yīng)時(shí)間 t 的變化曲線如圖，若保持其他條件不變，請?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中，分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí) c (S2O82-)～t 的變化曲線示意圖 _____(進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)

Answer 1

【答案】5CO (g)+I2O5 (s)＝5CO2 (g)+I2 (s) △H=﹣1377.22kJ/mol ＞ Na2S2O3 反應(yīng)Ⅱ 的活化能較低，活化分子百分?jǐn)?shù)含量高，只要生成 I2 ，I2能很快與 S2O2 -反應(yīng)被消耗，因此只有當(dāng) S2O32 -耗盡時(shí)才能看到藍(lán)色 2.0 保證反應(yīng)物 K2S2O8 濃度改變，而其他的不變，才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

【解析】

(1)根據(jù)已知熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律計(jì)算和書寫熱化學(xué)方程式；

(2)①根據(jù)KI、Na2S2O3與淀粉的反應(yīng)原理解答，注意反應(yīng)過程的快慢問題；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募氨砀駭?shù)據(jù)分析，從而確定Vx的大小及理由，注意探究物質(zhì)的量濃度對反應(yīng)速率影響時(shí)，其它條件應(yīng)相同；③降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，則到達(dá)平衡時(shí)間延長；加入催化劑，增大反應(yīng)速率，則縮短反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)間，據(jù)此作圖。

(1)由已知熱化學(xué)方程式：①2 I2(s)+5O2(g)=2 I2O5(s)；△H=-75.56kJmol-1，②2CO(g)+O2(g)=2 CO2(g)；△H=-566.0kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律將方程式②×-①×得5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s) △H=(-566.0kJmol-1)×-(-75.56kJmol-1)×=-1377.22kJ/mol，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：5CO(g)+I2O5(s)=5 CO2(g)+I2(s) △H=-1377.22kJ/mol；根據(jù)△G=△H-T△S，若這個(gè)反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，因?yàn)?/span>△H＜0，則反應(yīng)的△S＞0，故答案為：5CO(g)+I2O5(s)=5 CO2(g)+I2(s) △H=-1377.22kJ/mol；＞；

(2)①向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先發(fā)生S2O82-+2I-═2SO42-+I2(慢)，后發(fā)生I2+2S2O32-═S4O62-+2I-(快)，反應(yīng)Ⅱ 的活化能較低，活化分子百分?jǐn)?shù)含量高，只要生成 I2 能很快與 S2O2 -反應(yīng)被消耗，因此只有當(dāng) S2O32 -耗盡時(shí)才能看到藍(lán)色，故答案為：Na2S2O3；反應(yīng)Ⅱ 的活化能較低，活化分子百分?jǐn)?shù)含量高，只要生成 I2 能很快與 S2O2 -反應(yīng)被消耗，因此只有當(dāng) S2O32 -耗盡時(shí)才能看到藍(lán)色；

(2)對照實(shí)驗(yàn)1和2發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)2取的0.20molL-1K2S2O8溶液的體積9mL，比實(shí)驗(yàn)1少了1mL，說明取的K2S2O8物質(zhì)的量少，加水1mL，保證了溶液的體積不變，所以在其它條件不變的情況下，探究的是該反應(yīng)速率與K2S2O8濃度的關(guān)系，同樣原理對照實(shí)驗(yàn)1和3，為保證溶液的體積相同，須加2.0mL水，理由是保證其他條件不變，只改變反應(yīng)物K2S2O8濃度，從而達(dá)到對照實(shí)驗(yàn)的目的，故答案為：2.0；保證反應(yīng)物 K2S2O8 濃度改變，而其他的不變，才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

③保持其它條件不變，降低溫度，反應(yīng)速率降低，到達(dá)溶液顏色由無色變成為藍(lán)色的時(shí)間變長；而使用催化劑，能加快化學(xué)反應(yīng)速率，所以到達(dá)溶液顏色由無色變成為藍(lán)色的時(shí)間變短，但最終狀態(tài)相同，因此c (S2O82-)～t 的變化曲線示意圖為，故答案為：。