Question

（一）在容積可變的密閉容器中，由CO和H₂合成甲醇CO（g）+2H₂（g?CH₃OH（g），CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖．
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

，250℃、0.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)

 

300℃、1.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，該反應(yīng)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強(qiáng)而不選擇更高壓強(qiáng)的理由是

 

．
（3）在圖中畫(huà)出350℃時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)變化的大致曲線．
（二）（1）用下列流程制取少量碘單質(zhì)：

步驟①的離子方程式為

 

，在該步驟中，加入100mL水和足量的鐵粉，充分?jǐn)嚢�，�?dāng)消耗1.4g Fe時(shí)，懸濁液中的c（Ag⁺）=

 

．[假設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液體積不變；此溫度下K_sp（AgI）=8.5×10^-17]
（2）在合成氨工業(yè)中常用I₂O₅來(lái)定量測(cè)量CO的含量．已知：2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.56kJ?mol^-1；2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1，寫(xiě)出CO（g）與I₂O₅（s）反應(yīng)析出固態(tài)I₂的熱化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,熱化學(xué)方程式,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（一）（1）根據(jù)K=

產(chǎn)物平衡濃度的冪次方乘積

反應(yīng)物的平衡濃度冪次方乘積

來(lái)書(shū)寫(xiě)K的表達(dá)式 溫度對(duì)K的影響和反應(yīng)的吸放熱情況有關(guān)來(lái)回答；
（2）根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡移動(dòng)的影響知識(shí)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程來(lái)回答；
（3）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行；
（二）（1）步驟①中Fe把AgI中的銀元素置換為銀單質(zhì)，根據(jù)元素守恒分析；先根據(jù)方程式計(jì)算碘離子濃度，再根據(jù)K_sp（AgI）求出銀離子的濃度；
（2）根據(jù)已知熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律計(jì)算和書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式．

解答： 解：（一）（1）反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）的平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，根據(jù)CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系圖2，可以知道該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減小，壓強(qiáng)大小和平衡常數(shù)之間無(wú)關(guān)，即250℃、0.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)大于300℃、1.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)，
故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；＞；
（2）根據(jù)CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系圖2，可以知道在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失，
故答案為：在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失；
（3）該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減小，350℃時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率小于恒壓下300℃時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率，即350℃時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)變化的大致曲線
隨壓強(qiáng)變化的大致曲線為：，
故答案為：．
（二）（1）步驟①中用Fe把AgI中的銀元素置換為銀單質(zhì)，其反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2AgI=2Ag+2I^-+Fe²⁺；n（Fe）=

m

M

=

1.4g

56g/mol

=0.025mol，則n（I^-）=2n（Fe）=0.05mol，
所以c（I^-）=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，則c（Ag⁺）=

Ksp(AgI)

c(I-)

=

8.3×10-17

0.5

=1.7×10^-16mol?L^-1，
故答案為：Fe+2AgI=2Ag+2I^-+Fe²⁺；1.7×10^-16mol?L^-1；
（2）已知熱化學(xué)方程式：
2 I₂（s）+5O₂（g）=2 I₂O₅（s）；△H=-75.56kJ?mol^-1①，
2CO（g）+O₂（g）=2 CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1②，
根據(jù)蓋斯定律將方程式②×

5

2

-①×

1

2

得5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；△H=（-566.0kJ?mol^-1）×

5

2

-（-75.56kJ?mol^-1）×

1

2

=-1377.22kJ/mol，
所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol；
故答案為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題目綜合考查學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、以及化學(xué)平衡的計(jì)算知識(shí)，平衡常數(shù)、蓋斯定律的應(yīng)用、Ksp的有關(guān)計(jì)算、有關(guān)方程式的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度大．