Question

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）；ΔH ₁
（1）已知：2CO（g）＋O₂（g） 2CO₂（g）；ΔH ₂
2I₂（s）＋5O₂（g）2I₂O₅（s）；ΔH ₃
则ΔH ₁＝           （用含ΔH ₂和ΔH ₃的代数式表示）。
（2）不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2 L恒容密闭容器中通入2molCO，测得CO₂的体积分数φ（CO₂）随时间t变化曲线如图。请回答：

①从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)＝        ，b点时化学平衡常数K_b＝         。
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       。（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：Kb＜Kd

（3）将500mL（标准状况）含有CO的某气体样品通过盛有足量I₂O₅的干燥管，170℃下充分反应，用水—乙醇液充分溶解产物I₂，定容到100mL。取25.00mL，用0.0100mol·L^－1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定，消耗标准溶液20.00mL，则样品气中CO的体积分数为         。（已知：气体样品中其他成分与I₂O₅不反应；2Na₂S₂O₃＋I₂＝2NaI＋Na₂S₄O₆）

Answer 1

（1）2.5ΔH₂－0.5ΔH₃（3分）
（2）①0.6mol·L^－1·min^－1（2分，不带单位扣1分），1024 或者4⁵（3分）
②

③AB（2分，选对一个得1分，有错选得0分）
（3）8.96%（3分，三位有效数字，错误扣1分）

解析试题分析：（1）根据盖斯定律，对照第1个反应和第2个反应中CO，对照第1个反应和第3个反应中I₂或I₂O₅，可得ΔH ₁＝2.5ΔH₂－0.5ΔH₃。
（2）①设转化的CO物质的量浓度为x，根据三段式进行计算：
5CO（g）＋I₂O₅（s） 5CO₂（g）＋I₂（s）   
起始浓度（mol?L?¹）    1                       0
转化浓度（mol?L?¹）    x                       x
平衡浓度（mol?L?¹）   1-x                      x
a点CO₂的体积分数为0.3，则x/1=0.3，可得x=0.3mol?L?¹，则v（CO）=0.3mol/L÷0.5min = 0.6mol·L^－1·min^－1；类似a点计算，可求出b点CO的平衡浓度为0.2mol?L?¹，CO₂的 平衡浓度为0.8mol?L?¹，则b点时化学平衡常数K_b＝c⁵(CO₂)÷c⁵(CO)=0.8⁵÷0.2⁵=4⁵。
②d点时，温度不变，若将容器体积压缩至原来的一半，压强增大，因为该反应前后气体的系数相等，所以增大压强，平衡不移动，CO₂的体积分数不变，可画出CO₂体积分数的变化曲线。
③A、容器内气体密度不变，说明气体的质量不变，则反应达到平衡状态，正确；B、c点时两温度下CO₂的体积分数相等，说明气体组成相同，则体系中混合气体的平均相对分子质量相等，正确；C、因为I₂O₅为固体，增加I₂O₅的投料量，CO的转化率不变，错误；D、b点CO₂的体积分数大，说明b点平衡常数大，所以K_b > K_d，错误。
（3）根据化学方程式可得对应关系：5CO ～ I₂～2Na₂S₂O₃，n(CO)=5/2n(Na₂S₂O₃)=5/2×0.0100mol·L^－1×0.02L×4=0.002mol，则样品气中CO的体积分数为：0.002mol×22.4L/mol÷0.5L×100%=8.96%
考点：本题考查盖斯定律、化学反应速率的计算、化学平衡的判断和计算、体积分数的计算。