Question

3．利用I₂O₅可消除CO污染或定量測(cè)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1L恒容密閉容器中通入1molCO，測(cè)得CO₂的濃度c（CO₂）隨時(shí)間t變化曲線如圖．請(qǐng)回答：
①?gòu)姆磻?yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率為v（CO）=0.6 mol•L^-1•min^-1，b點(diǎn)時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K_b=1024．
②d點(diǎn)時(shí)，溫度不變，若將容器體積壓縮至原來(lái)的一半，請(qǐng)?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(hào)）
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(duì)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）根據(jù)蓋斯定律和已知反應(yīng)可得；
（2）①起始量和a點(diǎn)時(shí)CO₂的體積分?jǐn)?shù)（即物質(zhì)量分?jǐn)?shù)），列式計(jì)算即可求出從反應(yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率為v（CO）；根據(jù)b點(diǎn)時(shí)CO₂的體積分?jǐn)?shù)φ（CO₂求出平衡濃度[CO]和[CO2]進(jìn)而求出b點(diǎn)時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K_b；
②對(duì)于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，加壓平衡不移動(dòng)；
③A．因?yàn)闂l件為恒容，而反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，所以容器內(nèi)氣體密度是變量，當(dāng)不變時(shí)表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
B．c點(diǎn)為交點(diǎn)，各氣體物質(zhì)的量分別相等；
C．I₂O₅為固體，所以增加投料量對(duì)平衡無(wú)影響；
D．b點(diǎn)比d點(diǎn)時(shí)生成物CO₂體積分?jǐn)?shù)大，說明進(jìn)行的程度大，則化學(xué)平衡常數(shù)：K_b＞K_d；

解答 解：（1）根據(jù)蓋斯定律和已知反應(yīng)：2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H ₂-----②
2I₂（s）+5O₂（g）?2I₂O₅（s）△H ₃-----③
可知反應(yīng)：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）可由①×2.5-②×0.5得到；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)：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）
起始量/mol    2                    0
轉(zhuǎn)化量/mol    x                    x
a點(diǎn)量/mol     2-x                  x
根據(jù)a點(diǎn)時(shí)CO₂的體積分?jǐn)?shù)φ（CO₂）=$\frac{x}{2}$=0.30，得x=0.6mol
則從反應(yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率為v（CO）=$\frac{0.6mol}{2L×0.5mol}$=0.6mol•L^-1•min^-1，
b點(diǎn)時(shí)：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）
起始量/mol  2                   0
轉(zhuǎn)化量/mol  y                  y
b點(diǎn)量/mol  2-y                 y
根據(jù)b點(diǎn)時(shí)CO₂的體積分?jǐn)?shù)φ（CO₂）=$\frac{y}{2}$=0.80，得y=1.6mol，[CO]=0.2mol•L^-1，[CO2]=0.8mol•L^-1
b點(diǎn)時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K_b=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$=1024，
故答案為：0.6mol•L^-1•min^-1；1024；
②d點(diǎn)時(shí)，溫度不變，若將容器體積壓縮至原來(lái)的一半，即加壓，但由于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，所以平衡不移動(dòng)，CO₂體積分?jǐn)?shù)不變，
故答案為：；
③A．因?yàn)闂l件為恒容，而反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，所以容器內(nèi)氣體密度不變時(shí)，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．c點(diǎn)為交點(diǎn)，氣體物質(zhì)的量分別相等，所以兩種溫度下，體系中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量相等，故B正確；
C．I₂O₅為固體，所以增加投料量對(duì)平衡無(wú)影響，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；
D．b點(diǎn)比d點(diǎn)時(shí)生成物CO₂體積分?jǐn)?shù)大，說明進(jìn)行的程度大，則化學(xué)平衡常數(shù)：K_b＞K_d，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了根據(jù)蓋斯定律求焓變、反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，注意圖象變化和繪制方法，題目難度中等．