Question

【题目】生产、生活中产生的废水、废气是环境污染的重要源头。在环境治理方面人们可利用I2O5和Na2SO3等化工产品实现对废水和废气的治理。 利用I2O5也可消除CO的污染，其反应原理为I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s) ΔH。已知在不同温度（T1、T2）下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体的体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。

（1）温度为T2时，0～2 min 内，CO2的平均反应速率υ(CO2)=__________________。

（2）b点时CO的转化率为__________，化学反应的平衡常数K=_______（填表达式）。

（3）反应：I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的ΔH______0（填“>”“<”或“=”）。

（4）上述反应在T1下达到平衡时，再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体，则化学平衡________（填“向左”“向右”或“不”）移动。

（5）下列现象，可以表示上述反应达到平衡状态的是____________（填字母）。

A．容器内的压强不再变化

B．混合气的平均相对分子质量不再变化

C．混合气的密度不再变化

D．单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比为1∶1

Answer 1

【答案】0.15 mol·L 1·min 1 80% < 向右 BC

【解析】

（1）2 min时，CO2的体积分数为0.3，再根据v=计算速率；

（2）b点CO2的体积分数为0.8，利用三段法进行计算；

（3）根据先拐先平衡数据大可知，温度T2>T1，升高温度，CO2的体积分数减小，平衡逆向进行；

（4）根据浓度商与平衡常数之间的关系判断平衡是否发生和移动的方向；

（5）根据平衡移动的影响因素进行分析判断。

（1）2 min时，CO2的体积分数为0.3，根据三段法有

I2O5(s) + 5CO(g) 5CO2(g) + I2(s)

根据CO2的体积分数为0.3可知，解得x=0.6mol，因此v===0.15mol/(Lmin)；

（2）温度为T1时，CO2的体积分数为0.8，根据三段法有

I2O5(s) + 5CO(g) 5CO2(g) + I2(s)

根据CO2的体积分数为0.8可知，解得y=1.6mol，CO2的转化率为×100%=80%；

平衡常数K=；

（3）由分析知升高温度平衡逆向进行，而升高温度平衡向着吸热的方向移动，因此该反应正向为放热反应，即ΔH<0；

（4）T1下达到平衡时，再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体，则：

I2O5(s) + 5CO(g) 5CO2(g) + I2(s)

平衡量(mol) 0.4 1.6

0.4+2 1.6+2

因此浓度商Qc==7.59 K==1024

Qc<K，因此平衡正向移动，即向右移动；

（5）A.该反应为等体积反应，压强不变不能证明达到平衡状态，A项错误；

B. 该反应气体质量及物质的量均发生变化，混合气体的平均相对分子质量不再变化，证明反应达到了平衡状态，B项正确；

C. 气体的质量发生变化，体积不变，当混合气的密度不再变化时，说明反应达到了平衡状态，C项正确；

D. 单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比为1∶1，不能证明正反应速率等于逆反应速率，不能证明反应达到平衡状态，D项错误；

答案选BC。

Q＜K	反应向正反应方向进行，v正＞v逆
Q＝K	反应处于化学平衡状态，v正＝v逆
Q＞K	反应向逆反应方向进行，v正＜v逆