Question

18．五氧化二碘可用于消除CO的污染，也可定量測定CO含量，其反應(yīng)原理為
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  
則△H₁=2.5△H₂-0.5△H₃（用含△H₂，△H₃ 代數(shù)式表示）
（2）不同溫度T₁、T₂下，向裝有足量的I₂O₅（s）的2L恒容密閉容器中通入2mol CO（g），測得CO₂體積分?jǐn)?shù)φ（CO₂）隨時間變化曲線如圖．請回答：
①從反應(yīng)開始至a點(diǎn)時，反應(yīng)速率v（CO）=0.6mol•L^-1•min^-1，d點(diǎn)時，化學(xué)平衡常數(shù)K_d=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$．
②下列說法正確的是CD（填字母序號）．
A．增加I₂O₅（s）投放量，有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率
B．c點(diǎn)d點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)K_d＜K_c
C．容器內(nèi)氣體密度不變時，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D．不同溫度T₁、T₂下，b點(diǎn)時，體系中混合氣體平均相對分子質(zhì)量相等
E．體系壓強(qiáng)保持不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將500mL含CO的某氣體樣品，通過裝有足量I₂O₅的干燥管，在170℃下充分反應(yīng)．用水-乙醇液充分溶解產(chǎn)物I₂，定容到100mL，取25mL，用0.0100mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則樣品中CO體積分?jǐn)?shù)為8.96%．（已知：樣品中其他成分不與I₂O₅反應(yīng)，滴定原理為2S₂O${\;}_{3}^{2-}$+I₂═2I^-+S₄O${\;}_{6}^{2-}$）

Answer 1

分析 （1）已知：①2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）；△H ₂
②2I₂（s）+5O₂（g）?2I₂O₅（s）；△H ₃
根據(jù)蓋斯定律，①×$\frac{5}{2}$-②×$\frac{1}{2}$可得：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）；
（2）①a點(diǎn)時二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為0.3，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，則CO₂的物質(zhì)的量為2mol×0.3=0.6mol，由方程式可知轉(zhuǎn)化的CO為0.6mol，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CO）；
化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
②A．I₂O₅為固體，增大其投料量不影響平衡移動；
B．平衡時b點(diǎn)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)大，由平衡常數(shù)表達(dá)式可知b點(diǎn)平衡常數(shù)更大；
C．隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)氣體質(zhì)量增大，容器內(nèi)氣體密度增大，密度不變表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
D．兩種溫度下，c點(diǎn)時體系中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)相等，而兩種溫度下體系中CO₂、CO的物質(zhì)的量之比相等；
E．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相同；
（3）根據(jù)方程式：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）和2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆列關(guān)系式得：5CO～～I(xiàn)₂～～～2Na₂S₂O₃；然后計算即可．

解答 解：（1）已知：①2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H ₂
②2I₂（s）+5O₂（g）?2I₂O₅（s）△H ₃
根據(jù)蓋斯定律，①×$\frac{5}{2}$-②×$\frac{1}{2}$可得：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s），則△H ₁=2.5△H₂-0.5△H₃，
故答案為：2.5△H₂-0.5△H₃；
（2）①a點(diǎn)時二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為0.3，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，則CO₂的物質(zhì)的量為2mol×0.3=0.6mol，由方程式可知轉(zhuǎn)化的CO為0.6mol，故v（CO）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{0.5min}$=0.6mol•L^-1•min^-1；
b點(diǎn)時化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式K_b=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$，
故答案為：0.6mol•L^-1•min^-1；$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$；
②A．I₂O₅為固體，增大其投料量不影響平衡移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故A錯誤；
B．平衡時b點(diǎn)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)大，由平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$，可知b點(diǎn)平衡常數(shù)更大，故B錯誤；
C．隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)氣體質(zhì)量增大，容器內(nèi)氣體密度增大，密度不變表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．兩種溫度下，c點(diǎn)時體系中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)相等，而兩種溫度下體系中CO₂、CO的物質(zhì)的量之比相等，則平均相對分子質(zhì)量相等，故D正確；
E．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相同，壓強(qiáng)始終不變，所以壓強(qiáng)不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故E錯誤；
故選：CD；
（3）根據(jù)方程式：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）和2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆列關(guān)系式得：
                      5CO～～I(xiàn)₂～～～2Na₂S₂O₃
                      5               2
                      n（CO）          0.01×0.02×$\frac{100}{25}$mol
得 n（CO）=0.002mol    V（CO）=0.0448L=44.8mL
則樣品氣中CO的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{44.8}{500}$×100%=8.96%，
故答案為：8.96%．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計算與影響因素、反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)、反應(yīng)熱計算等，需要學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識并靈活應(yīng)用．