《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

18.(2024·安徽宣城高三模拟)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题。
(1)氯铂酸钡(BaPtCl₆)固体加热时部分分解为BaCl₂(s)、Pt(s)和Cl₂(g)，t℃时平衡常数Kₚ' = 1.0×10⁶ Pa²。氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为__________________________。
(2)在某一特制的恒容密闭容器中加入过量BaPtCl₆，抽真空后，用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。t℃时，碘蒸气的初始压强为10.0 kPa。t℃时，反应Cl₂(g)+I₂(g)⇌2ICl(g) ΔH达到平衡时，测得容器中总压强为16.0 kPa。
①p(I₂)=_______ kPa。
②下列关于反应Cl₂(g)+I₂(g)⇌2ICl(g) ΔH＜0的说法正确的是_______（填字母）。
a.该反应中平衡常数表达式为$\frac{c(Cl₂)·c(I₂)}{c²(ICl)}$
b.该反应中反应物的键能总和小于生成物的键能总和
c.加入合适的催化剂，ΔH的值保持不变
(3)一定温度下，恒容密闭容器中，发生如下反应：
反应1 I₂(g)⇌2I(g) ΔH₁ Kₚ₁ = 200；
反应2 Cl₂(g)+I₂(g)⇌2ICl(g) ΔH₂ Kₚ₂；
反应3 ICl(g)⇌I(g)+Cl(g) ΔH₃ Kₚ₃；
反应4 Cl₂(g)⇌2Cl(g) ΔH₄ Kₚ₄。
①ΔH₁ = ______________（用含ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄的代数式表示）。
②T℃时，向1 L恒容密闭容器中充入1 mol I₂(g)和1 mol Cl₂(g)，只发生反应1和反应2，实验测得起始时总压强为300 kPa；反应达到平衡后，总压强为330 kPa，ICl的物质的量分数为20％。Kₚ是以分压表示的平衡常数，分压 = 总压×物质的量分数。反应在T℃下达到平衡时，c(I₂)=_______ mol·L⁻¹，Cl₂的转化率为_______，Kₚ₂ = _______（保留三位有效数字）。

答案：
(1)BaPtCl₆$\xlongequal{\triangle}$BaCl₂+Pt+2Cl₂↑
(2)①5.0 ②bc
(3)①ΔH₂+2ΔH₃ - ΔH₄ ②0.58 22% 0.428
解析:
(1)氯铂酸钡(BaPtCl₆)固体加热时分解为BaCl₂(s)、Pt(s)和Cl₂(g)，t℃时平衡常数Kₚ' = 1.0×10⁶ Pa²，说明反应为可逆反应，结合氧化还原反应原理写出氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式。
(2)①t℃时反应BaPtCl₆$\xlongequal{\triangle}$BaCl₂+Pt+2Cl₂↑的平衡常数Kₚ' = 1.0×10⁶ Pa²，故平衡时p(Cl₂)=1.0 kPa。反应Cl₂(g)+I₂(g)⇌2ICl(g)为气体体积不变的反应，恒容密闭容器中反应前后总压不变，t℃时，碘蒸气的初始压强为10.0 kPa，反应达到平衡时，测得容器中总压强为16.0 kPa，故可知起始p(Cl₂)=6.0 kPa，改变的分压Δp(Cl₂)=5.0 kPa，平衡时p(I₂)=10.0 kPa - 5.0 kPa = 5.0 kPa。②该反应的平衡常数表达式K = $\frac{c^{2}(ICl)}{c(Cl₂)\cdot c(I₂)}$，选项a错误;Cl₂(g)+I₂(g)⇌2ICl(g)为放热反应，故该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和，选项b正确;催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的焓变，故ΔH的值保持不变，选项c正确。
(3)①根据盖斯定律，由反应2+反应3×2 - 反应4得到反应1:I₂(g)⇌2I(g) ΔH₁ = ΔH₂+2ΔH₃ - ΔH₄。②T℃时，向1L恒容密闭容器中充入1mol I₂(g)和1mol Cl₂(g)，只发生反应1和反应2，实验测得起始时总压强为300 kPa，反应达到平衡后，总压强为330 kPa，反应2为气体体积不变的反应，总压增大是由于反应1为气体体积增大的反应，根据总压变化可知，气体总物质的量增加$\frac{330 kPa - 300 kPa}{300 kPa}\times100\% = 10\%$，根据“三段式”假设反应分步进行，氯气减少的物质的量为x mol，则:
I₂(g)⇌2I(g) Δc
初始浓度/(mol·L⁻¹) 1 0 0
转化浓度/(mol·L⁻¹) 0.2 0.4 0.2
平衡浓度/(mol·L⁻¹) 0.8 0.4 0.2
Cl₂(g)+I₂(g)⇌2ICl(g)
初始浓度/(mol·L⁻¹) 1 0.8 0
转化浓度/(mol·L⁻¹) x x 2x
平衡浓度/(mol·L⁻¹) 1 - x 0.8 - x 2x
ICl的物质的量分数为20%，则$\frac{2x}{1 - x + 0.8 - x + 2x + 0.4}\times100\% = 20\%$，解得x = 0.22，c(I₂)=0.58 mol·L⁻¹，Cl₂的转化率为$\frac{0.22 mol}{1 mol}\times100\% = 22\%$。反应2达到平衡时，Cl₂、I₂、ICl的浓度分别为0.78 mol·L⁻¹、0.58 mol·L⁻¹、0.44 mol·L⁻¹，Kₚ₂ = $\frac{(\frac{0.44}{2.2}\times330)^{2}}{\frac{0.58}{2.2}\times330\times\frac{0.78}{2.2}\times330}\approx0.428$。