Question

7．利用I₂O₅可消除CO污染或定量测定CO，反应为：
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
则△H ₁=2.5△H₂-0.5△H₃（用含△H ₂和△H ₃的代数式表示）．
（2）不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO，测得CO₂的体积百分数φ（CO₂）随时间t变化曲线如图．请回答：
①从反应开始至a点时，CO的平均反应速率为v（CO）=0.6mol•L^-1•min^-1，
b点时化学平衡常数的表达式K_b=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$．
②d点时，温度不变，若将容器体积压缩至原来的一半，请在图中补充画出CO₂体积分数的变化曲线．
③下列说法正确的是AB．（填字母序号）
A．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态
B．两种温度下，c点时体系中混合气体的平均相对分子质量相等
C．增加I₂O₅的投料量有利于提高CO的转化率
D．b点和d点的化学平衡常数：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
根据盖斯定律，①×$\frac{5}{2}$-②×$\frac{1}{2}$可得：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）；
（2）①a点时二氧化碳体积分数为0.3，反应前后气体物质的量不变，则CO₂的物质的量为2mol×0.3=0.6mol，由方程式可知转化的CO为0.6mol，再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO）；
化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
②d点时，温度不变，若将容器体积压缩至原来的一半，反应前后气体体积不变，平衡不移动，CO₂体积分数不变；
③A．所反应进行容器内气体质量增大，容器内气体密度增大，密度不变表明反应达到平衡状态；
B．两种温度下，c点时体系中二氧化碳的体积分数相等，而两种温度下体系中CO₂、CO的物质的量之比相等；
C．I₂O₅为固体，增大其投料量不影响平衡移动；
D．平衡时b点二氧化碳体积分数大，由平衡常数表达式可知b点平衡常数更大．

解答 解：（1）已知：①2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H ₂
②2I₂（s）+5O₂（g）?2I₂O₅（s）△H ₃
根据盖斯定律，①×$\frac{5}{2}$-②×$\frac{1}{2}$可得：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s），则△H ₁=2.5△H₂-0.5△H₃，
故答案为：2.5△H₂-0.5△H₃；
（2）①a点时二氧化碳体积分数为0.3，反应前后气体物质的量不变，则CO₂的物质的量为2mol×0.3=0.6mol，由方程式可知转化的CO为0.6mol，故v（CO）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{0.5min}$=0.6mol•L^-1•min^-1；
b点时化学平衡常数的表达式K_b=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$，
故答案为：0.6mol•L^-1•min^-1；$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$；
②d点时，温度不变，若将容器体积压缩至原来的一半，反应前后气体体积不变，平衡不移动，CO₂体积分数不变，如图所示：，
故答案为：；
③A．所反应进行容器内气体质量增大，容器内气体密度增大，密度不变表明反应达到平衡状态，故A正确；
B．两种温度下，c点时体系中二氧化碳的体积分数相等，而两种温度下体系中CO₂、CO的物质的量之比相等，则平均相对分子质量相等，故B正确；
C．I₂O₅为固体，增大其投料量不影响平衡移动，CO的转化率不变，故C错误；
D．平衡时b点二氧化碳体积分数大，由平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$可知b点平衡常数更大，故D错误，
故选：AB．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率计算、平衡常数、反应热计算等，需要学生熟练掌握基础知识并灵活应用．