Question

已知反应：3I^－(aq)＋S₂O₈^2－(aq)I₃^－(aq)＋2SO₄^2－(aq)，试回答问题：

（1）写出反应的平衡常数表达式K=              ；

（2）右图表示反应过程中有关物质的能量，则反应的       0（填“>”、“<”或“=”）；

（Ⅰ）、（Ⅱ）两线中，使用催化剂的是        线；

（3）反应中发生反应的I^-与被氧化的I^-的物质的量比为            ；

（4）反应的速率可以用I₃^－与加入的淀粉溶液反应显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，记录的数据如下：

实验编号	①	②	③	④	⑤
c（I^-）/mol·L^-1	0.040	0.080	0.080	0.160	0.160
c（）/mol·L^-1	0.040	0.040	0.080	0.080	0.040
t/s	88	44	22	11	t1

则：该实验的目的是                ，显色时间t₁=       s，分析表中数据，得出的结论是                 。

Answer

（1）K＝ （2）＜，（Ⅱ）（3）3∶2

（4）研究I－、S2O82－浓度对反应速率的影响；22；反应速率与反应物浓度乘积成正比

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据方程式3I－(aq)＋S2O82－(aq)I3－(aq)＋2SO42－(aq)可知该反应的的平衡常数k=；

（2）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，所以△H＜0；催化剂降低活化能，改变反应途径，提高反应速率，但不影响反应热，故（Ⅱ）表示使用催化剂；

（3）根据方程式可知，I3－可看做I2和I-相结合形成的微粒，故发生反应的I-与被氧化的I-的物质的量比为3：2；

（4）由题目中表格数据可分析出c（I-）、c（S2O82-）浓度越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究I－、S2O82－浓度对反应速率的影响；对比数据组①和②、③和④，可以看到，c（S2O82-）不变，c（I-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率加快了一倍；对比数据组②和③，可以看到，c（I-）不变，c（S2O82-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率也加快了一倍；对比数据组对比数据组①和③，可以看到，c（I-）和c（S2O82-）均增大到2倍时，反应时间为原反应时间的1/4，即反应速率加快了4倍，可见两个反应物的浓度和反应速率之间的数学关系是：反应物浓度每增加一倍，反应时间就减少一倍，对于两个反应物来说都是如此，由此可得出结论：反应速率与反应物起始浓度乘积成正比；对比实验①和⑤，实验⑤的c（I-）为实验①的4倍，而c（S2O82-）保持不变，则由此可计算实验⑤的反应时间应为实验①反应时间的1/4，即t1＝88s×1/4＝22s。

【考点定位】本题通过陌生情景考查平衡常数、反应中能量变化、氧化还原反应、化学反应速、影响化学反应速率的外界因素（浓度）、学生对图表的观察、分析以及学生对实验数据的分析、整理、归纳等方面的思维能力

【名师点晴】该题综合性强，难度较大，（4）是答题的易错点和难点。解答时应注意：①认真审题，明确实验目的，理解直接测量与实验目的间的逻辑和数学关系；②理解控制变量的思想在实验设计和数据分析中的运用。控制变量法探究影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。但在分析相关数据时，要注意题给数据的有效性。