Question

【題目】生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的廢水、廢氣是環(huán)境污染的重要源頭。在環(huán)境治理方面人們可利用I2O5和Na2SO3等化工產(chǎn)品實現(xiàn)對廢水和廢氣的治理。 利用I2O5也可消除CO的污染，其反應原理為I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s) ΔH。已知在不同溫度（T1、T2）下，向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO，測得CO2氣體的體積分數(shù)φ(CO2)隨時間t的變化曲線如圖所示。

（1）溫度為T2時，0～2 min 內(nèi)，CO2的平均反應速率υ(CO2)=__________________。

（2）b點時CO的轉(zhuǎn)化率為__________，化學反應的平衡常數(shù)K=_______（填表達式）。

（3）反應：I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的ΔH______0（填“>”“<”或“=”）。

（4）上述反應在T1下達到平衡時，再向容器中充入物質(zhì)的量均為2 mol的CO和CO2氣體，則化學平衡________（填“向左”“向右”或“不”）移動。

（5）下列現(xiàn)象，可以表示上述反應達到平衡狀態(tài)的是____________（填字母）。

A．容器內(nèi)的壓強不再變化

B．混合氣的平均相對分子質(zhì)量不再變化

C．混合氣的密度不再變化

D．單位時間內(nèi)消耗CO和生成CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1

Answer 1

【答案】0.15 mol·L 1·min 1 80% < 向右 BC

【解析】

（1）2 min時，CO2的體積分數(shù)為0.3，再根據(jù)v=計算速率；

（2）b點CO2的體積分數(shù)為0.8，利用三段法進行計算；

（3）根據(jù)先拐先平衡數(shù)據(jù)大可知，溫度T2>T1，升高溫度，CO2的體積分數(shù)減小，平衡逆向進行；

（4）根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)之間的關(guān)系判斷平衡是否發(fā)生和移動的方向；

（5）根據(jù)平衡移動的影響因素進行分析判斷。

（1）2 min時，CO2的體積分數(shù)為0.3，根據(jù)三段法有

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

根據(jù)CO2的體積分數(shù)為0.3可知，解得x=0.6mol，因此v===0.15mol/(Lmin)；

（2）溫度為T1時，CO2的體積分數(shù)為0.8，根據(jù)三段法有

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

根據(jù)CO2的體積分數(shù)為0.8可知，解得y=1.6mol，CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=80%；

平衡常數(shù)K=；

（3）由分析知升高溫度平衡逆向進行，而升高溫度平衡向著吸熱的方向移動，因此該反應正向為放熱反應，即ΔH<0；

（4）T1下達到平衡時，再向容器中充入物質(zhì)的量均為2 mol的CO和CO2氣體，則：

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

平衡量(mol) 0.4 1.6

0.4+2 1.6+2

因此濃度商Qc==7.59 K==1024

Qc<K，因此平衡正向移動，即向右移動；

（5）A.該反應為等體積反應，壓強不變不能證明達到平衡狀態(tài)，A項錯誤；

B. 該反應氣體質(zhì)量及物質(zhì)的量均發(fā)生變化，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化，證明反應達到了平衡狀態(tài)，B項正確；

C. 氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，體積不變，當混合氣的密度不再變化時，說明反應達到了平衡狀態(tài)，C項正確；

D. 單位時間內(nèi)消耗CO和生成CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1，不能證明正反應速率等于逆反應速率，不能證明反應達到平衡狀態(tài)，D項錯誤；

答案選BC。

Q＜K	反應向正反應方向進行，v正＞v逆
Q＝K	反應處于化學平衡狀態(tài)，v正＝v逆
Q＞K	反應向逆反應方向進行，v正＜v逆