Question

利用I2O5可消除CO污染或定量測定CO，反應為：5CO（g）＋I2O5（s） 5CO2（g）＋I2（s）；ΔH 1

（1）已知：2CO（g）＋O2（g） 2CO2（g）；ΔH 2

2I2（s）＋5O2（g） 2I2O5（s）；ΔH 3

則ΔH 1＝???????? ?? （用含ΔH 2和ΔH 3的代數式表示）。

（2）不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2molCO，測得CO2的體積分數φ（CO2）隨時間t變化曲線如圖。請回答：

①從反應開始至a點時的反應速率為v(CO)＝???? ??? ，b點時化學平衡常數Kb＝????? ??? 。

②d點時，溫度不變，若將容器體積壓縮至原來的一半，請在圖中補充畫出CO2體積分數的變化曲線。

③下列說法正確的是??????? 。（填字母序號）

A．容器內氣體密度不變，表明反應達到平衡狀態

B．兩種溫度下，c點時體系中混合氣體的平均相對分子質量相等

C．增加I2O5的投料量有利于提高CO的轉化率

D．b點和d點的化學平衡常數：Kb＜Kd

（3）將500mL（標準狀況）含有CO的某氣體樣品通過盛有足量I2O5的干燥管，170℃下充分反應，用水—乙醇液充分溶解產物I2，定容到100mL。取25.00mL，用0.0100mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定，消耗標準溶液20.00mL，則樣品氣中CO的體積分數為????????? 。（已知：氣體樣品中其他成分與I2O5不反應；2Na2S2O3＋I2＝2NaI＋Na2S4O6）

 

Answer 1

【答案】

（1）2.5ΔH2－0.5ΔH3（3分）

（2）①0.6mol·L－1·min－1（2分，不帶單位扣1分），1024 或者45（3分）

②

③AB（2分，選對一個得1分，有錯選得0分）

（3）8.96%（3分，三位有效數字，錯誤扣1分）

【解析】

試題分析：（1）根據蓋斯定律，對照第1個反應和第2個反應中CO，對照第1個反應和第3個反應中I2或I2O5，可得ΔH 1＝2.5ΔH2－0.5ΔH3。

（2）①設轉化的CO物質的量濃度為x，根據三段式進行計算：

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

起始濃度（mol?L?1）??? 1?????????????????????? 0

轉化濃度（mol?L?1）??? x?????????????????????? x

平衡濃度（mol?L?1）?? 1-x????????????????????? x

a點CO2的體積分數為0.3，則x/1=0.3，可得x=0.3mol?L?1，則v（CO）=0.3mol/L÷0.5min = 0.6mol·L－1·min－1；類似a點計算，可求出b點CO的平衡濃度為0.2mol?L?1，CO2的 平衡濃度為0.8mol?L?1，則b點時化學平衡常數Kb＝c5(CO2)÷c5(CO)=0.85÷0.25=45。

②d點時，溫度不變，若將容器體積壓縮至原來的一半，壓強增大，因為該反應前后氣體的系數相等，所以增大壓強，平衡不移動，CO2的體積分數不變，可畫出CO2體積分數的變化曲線。

③A、容器內氣體密度不變，說明氣體的質量不變，則反應達到平衡狀態，正確；B、c點時兩溫度下CO2的體積分數相等，說明氣體組成相同，則體系中混合氣體的平均相對分子質量相等，正確；C、因為I2O5為固體，增加I2O5的投料量，CO的轉化率不變，錯誤；D、b點CO2的體積分數大，說明b點平衡常數大，所以Kb > Kd，錯誤。

（3）根據化學方程式可得對應關系：5CO ～ I2 ～2Na2S2O3，n(CO)=5/2n(Na2S2O3)=5/2×0.0100mol·L－1×0.02L×4=0.002mol，則樣品氣中CO的體積分數為：0.002mol×22.4L/mol÷0.5L×100%=8.96%

考點：本題考查蓋斯定律、化學反應速率的計算、化學平衡的判斷和計算、體積分數的計算。