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K_b＝         。
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

（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K_b＝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K_b > K_d，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。