题目内容

18．五氧化二碘可用于消除CO的污染，也可定量测定CO含量，其反应原理为
5CO（g）+I2O5（s）?5CO2（g）+I2（s）△H1   
（1）已知：2CO（g）+O2（g）?2CO2（g）△H2    
2I2（s）+5O2（g）?2I2O5（s）△H3  
则△H1=2.5△H2-0.5△H3（用含△H2，△H3 代数式表示）
（2）不同温度T1、T2下，向装有足量的I2O5（s）的2L恒容密闭容器中通入2mol CO（g），测得CO2体积分数φ（CO2）随时间变化曲线如图．请回答：
①从反应开始至a点时，反应速率v（CO）=0.6mol•L-1•min-1，d点时，化学平衡常数Kd=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$．
②下列说法正确的是CD（填字母序号）．
A．增加I2O5（s）投放量，有利于提高CO的转化率
B．c点d点化学平衡常数Kd＜Kc
C．容器内气体密度不变时，表明反应达到平衡状态
D．不同温度T1、T2下，b点时，体系中混合气体平均相对分子质量相等
E．体系压强保持不变，则反应达到平衡状态
（3）标准状况下，将500mL含CO的某气体样品，通过装有足量I2O5的干燥管，在170℃下充分反应．用水-乙醇液充分溶解产物I2，定容到100mL，取25mL，用0.0100mol/L Na2S2O3溶液滴定，消耗标准溶液20.00mL，则样品中CO体积分数为8.96%．（已知：样品中其他成分不与I2O5反应，滴定原理为2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═2I-+S4O${\;}_{6}^{2-}$）

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；
②A．I2O5为固体，增大其投料量不影响平衡移动；
B．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；
C．随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；
D．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；
E．反应前后气体物质的量相同；
（3）根据方程式：5CO（g）+I2O5（s）?5CO2（g）+I2（s）和2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6列关系式得：5CO～～I2～～～2Na2S2O3；然后计算即可．

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Kb=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$，
故答案为：0.6mol•L-1•min-1；$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$；
②A．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A错误；
B．平衡时b点二氧化碳体积分数大，由平衡常数表达式K=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$，可知b点平衡常数更大，故B错误；
C．随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C正确；
D．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D正确；
E．反应前后气体物质的量相同，压强始终不变，所以压强不变不能说明反应达到平衡状态，故E错误；
故选：CD；
（3）根据方程式：5CO（g）+I2O5（s）?5CO2（g）+I2（s）和2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6列关系式得：
                      5CO～～I2～～～2Na2S2O3
                      5               2
                      n（CO）          0.01×0.02×$\frac{100}{25}$mol
得 n（CO）=0.002mol    V（CO）=0.0448L=44.8mL
则样品气中CO的体积分数为：$\frac{44.8}{500}$×100%=8.96%，
故答案为：8.96%．

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．

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