Question

【題目】研究碘單質(zhì)在相關(guān)反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化和生成具有重要價(jià)值。

(1)TaS2晶體是一種強(qiáng)關(guān)聯(lián)二維材料，在一定條件下可發(fā)生如下反應(yīng)：

TaS2(s)＋2I2(g) TaI4(g)＋S2(g) ΔH＞0

①T℃時(shí)，向體積為2 L恒容密閉容器中加入0.3 mol I2(g)和0.3 mol TaS2(s)，達(dá)到平衡時(shí)，I2(g)的物質(zhì)的量為0.1 mol。該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。向平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，下列說(shuō)法正確的是__________（填字母）。

A．當(dāng)2v(I2)正＝v(S2)逆時(shí)，反應(yīng)到達(dá)新的平衡

B．當(dāng)混合氣體的顏色不再發(fā)生變化時(shí)，反應(yīng)到達(dá)新的平衡

C．反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)，壓強(qiáng)與原平衡相同

D．反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)，混合氣體的密度是原平衡的兩倍

②利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”可以提純含難揮發(fā)雜質(zhì)的TaS2粉末。反應(yīng)在如右圖所示的石英真空管中進(jìn)行。先在溫度為T1 的一段放入未提純的TaS2粉末，充入少量I2（g），一段時(shí)間后，在溫度為T2 一端得到了純凈TaS2晶體。則溫度T1__________T2（填“＞”“＜”或“=” ）。

(2)某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)其他條件一定，不同pH時(shí)O3持續(xù)通入NaI溶液中的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行了研究。O3通入NaI溶液中的反應(yīng)過(guò)程如下，I3-的濃度隨時(shí)間的變化如下圖所示。

反應(yīng)1：I(aq)＋O3(g)=IO(aq)＋O2(g)

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

反應(yīng)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-的濃度大的原因是__________。

②t1 s之后，溶液中I3-的濃度逐漸下降的原因是__________。

Answer 1

【答案】1 BD ＞ 由反應(yīng)2可知，pH越小，H＋濃度越大，生成I2的反應(yīng)速率快，同時(shí)反應(yīng)3的速率也加快。 t1 s之后，由于反應(yīng)1的持續(xù)進(jìn)行，溶液中I濃度不斷減小，反應(yīng)3的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

【解析】

（1）①根據(jù)已知條件確定平衡時(shí)物質(zhì)的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；

A． 達(dá)到平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，且各組分濃度不再發(fā)生變化；

B．當(dāng)混合氣體的顏色不再發(fā)生變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

C．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，增大了反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動(dòng)；

D．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，達(dá)到新的平衡后氣體的量是原來(lái)的2倍；

②在T2溫度下，平衡正向進(jìn)行，在T1溫度下，平衡逆向進(jìn)行；

（2）①由圖象可知pH越小，c(H+)越大，反應(yīng)速率越快；

②隨著反應(yīng)的進(jìn)行I的濃度逐漸減小，平衡逆向移動(dòng)；

（1）①

TaS2(s)＋2I2(g) TaI4(g)＋S2(g)

平衡常數(shù)K===1；

A．當(dāng)v(I2)正＝2v(S2)逆時(shí)，反應(yīng)到達(dá)新的平衡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；；

B．當(dāng)混合氣體的顏色不再發(fā)生變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；

C．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，增大了反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動(dòng)，生成的氣體更多，因此壓強(qiáng)與原平衡不相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D．平衡后的容器中再充入0.3 mol I2(g)，達(dá)到新的平衡后氣體的量是原來(lái)的2倍，容器的容積不變，因此混合氣體的密度是原平衡的2倍，D項(xiàng)正確；

②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，在T1溫度下，平衡正向進(jìn)行，為高溫，在T2溫度下，平衡逆向進(jìn)行，為低溫，因此T1＞T2；

（2）①由圖象可知pH越小，c(H+)越大，增大物質(zhì)的濃度，反應(yīng)速率越快，因此pH＝4的溶液中比pH＝7的溶液中I3-的濃度大的原因是pH越小，H＋濃度越大，生成I2的反應(yīng)速率快，同時(shí)反應(yīng)3的速率也加快；

②隨著反應(yīng)的進(jìn)行I的濃度逐漸減小，平衡逆向移動(dòng)，因此I3-的濃度逐漸下降。