大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI酸性溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I-氧化成I2的过程可发生如下反应:
①I-(aq)+O3(g)═IO-(aq)+O2(g)△H1
②IO-(aq)+H+(aq)⇌HOI(aq)△H2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)⇌I2(aq)+H2O(l)△H3
写出O3将I-氧化的总反应的热化学方程式为:2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)=I2(aq)+O2(g)+H2O(l)△H=△H1+△H2+△H32I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)=I2(aq)+O2(g)+H2O(l)△H=△H1+△H2+△H3。
(2)在溶液中存在化学平衡I2(aq)+I-(aq)⇌I-3(aq),在反应的整个过程中I-3物质的量浓度变化情况是 先增大后减小先增大后减小。
(3)为探究温度对I2(aq)+I-(aq)⇌I-3(aq)△H4反应的影响。在某温度T1下,将NaI酸性溶液置于密闭容器中,并充入一定量的O3(g)(O3气体不足,不考虑生成物O2与I-反应反应)。在t时刻,测得容器中I2(g)的浓度,然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保证其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得I2(g)的浓度。得到趋势图(如图一所示

①若在T3时,容器中无O3,T4~T5温度区间容器内I2(g)浓度呈现如图一所示的变化趋势。则△H4>>0(填“>0”、“=”或“<”);该条件下在温度T4时,将一定量的I2投入0.20 mol•L-1NaI溶液中充分反应,测得I-浓度变化如图二所示。在t2时刻,将该反应体系温度从T4上升到T5,并维持该温度。请在图二中画出t2时刻后溶液中I-浓度变化总趋势曲线。
②由I2(aq)+I-(aq)⇌I-3(aq),在水溶液中难以准确测定I2的浓度。本实验将一定量的I2投入0.20mol•L-1NaI溶液中充分反应,并在溶液中加入一定量的CCl4充分萃取后,测出CCl4中I2的浓度为0.11mol•L-1,此时溶液中I-为0.10mol•L-1.查阅资料可知,在一定温度下,发生萃取后I2在CCl4中的浓度与I2在水中的浓度之比为一常数Kd(已知T4时,Kd=87)。根据上述实验相关数据,计算温度为T4时,I2(aq)+I-(aq)⇌I-3(aq)反应的平衡常数K的值为 791791。
③已知该反应中v正=k正•c(I2)•c(I-),v逆=k逆•c(I-3-),其中k正、k逆均为速率常数,则k逆为 K正KK正K。(以K和k正表示)。
(4)优质的锂电池可用于心脏起搏器延续患者的生命。它的正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写为P2VP)和I2的复合物,电解质是固态薄膜状碘化锂。总反应为:P2VP•nI2+2Li=P2VP•(n-1)I2+2LiI.该电池的正极反应式为 P2VP•nI2+2Li++2e-=P2VP•(n-1)I2+2LiIP2VP•nI2+2Li++2e-=P2VP•(n-1)I2+2LiI。
I
-
3
I
-
3
I
-
3
I
-
3
I
-
3
K
正
K
K
正
K
【答案】2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)=I2(aq)+O2(g)+H2O(l)△H=△H1+△H2+△H3;先增大后减小;>;791;;P2VP•nI2+2Li++2e-=P2VP•(n-1)I2+2LiI
K
正
K
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:40引用:2难度:0.6
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
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