Question

7．利用I₂O₅可消除CO污染或定量測定CO，反應(yīng)為：
5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）；△H ₁
（1）已知：2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）；△H ₂
2I₂（s）+5O₂（g）?2I₂O₅（s）；△H ₃
則△H ₁=2.5△H₂-0.5△H₃（用含△H ₂和△H ₃的代數(shù)式表示）．
（2）不同溫度下，向裝有足量I₂O₅固體的2L恒容密閉容器中通入2molCO，測得CO₂的體積百分?jǐn)?shù)φ（CO₂）隨時(shí)間t變化曲線如圖．請回答：
①從反應(yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)，CO的平均反應(yīng)速率為v（CO）=0.6mol•L^-1•min^-1，
b點(diǎn)時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式K_b=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$．
②d點(diǎn)時(shí)，溫度不變，若將容器體積壓縮至原來的一半，請?jiān)趫D中補(bǔ)充畫出CO₂體積分?jǐn)?shù)的變化曲線．
③下列說法正確的是AB．（填字母序號）
A．容器內(nèi)氣體密度不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．兩種溫度下，c點(diǎn)時(shí)體系中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量相等
C．增加I₂O₅的投料量有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率
D．b點(diǎn)和d點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)：K_b＜K_d．

Answer 1

分析 （1）已知：①2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）；△H ₂
②2I₂（s）+5O₂（g）?2I₂O₅（s）；△H ₃
根據(jù)蓋斯定律，①×$\frac{5}{2}$-②×$\frac{1}{2}$可得：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）；
（2）①a點(diǎn)時(shí)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為0.3，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，則CO₂的物質(zhì)的量為2mol×0.3=0.6mol，由方程式可知轉(zhuǎn)化的CO為0.6mol，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（CO）；
化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
②d點(diǎn)時(shí)，溫度不變，若將容器體積壓縮至原來的一半，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動，CO₂體積分?jǐn)?shù)不變；
③A．所反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)氣體質(zhì)量增大，容器內(nèi)氣體密度增大，密度不變表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
B．兩種溫度下，c點(diǎn)時(shí)體系中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)相等，而兩種溫度下體系中CO₂、CO的物質(zhì)的量之比相等；
C．I₂O₅為固體，增大其投料量不影響平衡移動；
D．平衡時(shí)b點(diǎn)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)大，由平衡常數(shù)表達(dá)式可知b點(diǎn)平衡常數(shù)更大．

解答 解：（1）已知：①2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H ₂
②2I₂（s）+5O₂（g）?2I₂O₅（s）△H ₃
根據(jù)蓋斯定律，①×$\frac{5}{2}$-②×$\frac{1}{2}$可得：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s），則△H ₁=2.5△H₂-0.5△H₃，
故答案為：2.5△H₂-0.5△H₃；
（2）①a點(diǎn)時(shí)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為0.3，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，則CO₂的物質(zhì)的量為2mol×0.3=0.6mol，由方程式可知轉(zhuǎn)化的CO為0.6mol，故v（CO）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{0.5min}$=0.6mol•L^-1•min^-1；
b點(diǎn)時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式K_b=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$，
故答案為：0.6mol•L^-1•min^-1；$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$；
②d點(diǎn)時(shí)，溫度不變，若將容器體積壓縮至原來的一半，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動，CO₂體積分?jǐn)?shù)不變，如圖所示：，
故答案為：；
③A．所反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)氣體質(zhì)量增大，容器內(nèi)氣體密度增大，密度不變表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．兩種溫度下，c點(diǎn)時(shí)體系中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)相等，而兩種溫度下體系中CO₂、CO的物質(zhì)的量之比相等，則平均相對分子質(zhì)量相等，故B正確；
C．I₂O₅為固體，增大其投料量不影響平衡移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；
D．平衡時(shí)b點(diǎn)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)大，由平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$可知b點(diǎn)平衡常數(shù)更大，故D錯(cuò)誤，
故選：AB．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)、反應(yīng)熱計(jì)算等，需要學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識并靈活應(yīng)用．