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Kb＝????? ??? 。

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

【答案】

（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Kb＝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Kb > Kd，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。