Question

4．常溫下I₂O₅（s）可用于檢測CO，反應原理為：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）△H＜0．一定溫度下，向2L恒容密閉容器中加入足量I₂O₅（s），并通入1molCO．反應中CO₂的體積分數(shù)φ（CO₂）隨時間的變化如圖所示：
（1）該反應的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$．
（2）0～0.5min內(nèi)的平均反應速率ν（CO）=0.8mol/（mol•L）．
（3）反應達平衡后，為使容器中CO₂的體積分數(shù)φ（CO₂）增大
的措施是：降低溫度（答1種即可）．
（4）保持溫度和體積不變，若開始加入CO（g）的物質(zhì)的量是原來的2倍，則下列說法正確的是AC．
A．平衡時生成I₂的質(zhì)量為原來的2倍
B．達到平衡的時間為原來的2倍
C．平衡時混合氣體的物質(zhì)的量為原來的2倍
D．平衡時混合氣體的平均摩爾質(zhì)量和密度不變．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數(shù)K=$\frac{生成物濃度系數(shù)的冪次方}{生成物濃度系數(shù)的冪次方}$，固體和純液體不列入；
（2）列三段式求出0～0.5min內(nèi)反應消耗的CO，再求出其反應速率；
（3）欲增大容器中CO₂的體積分數(shù)φ（CO₂），則平衡正移，根據(jù)影響平衡的因素分析；
（4）該反應反應前后氣體的物質(zhì)的量相同，保持溫度和體積不變，若開始加入CO（g）的物質(zhì)的量是原來的2倍，則達到平衡時與原平衡是等效平衡，根據(jù)等效平衡的特點分析．

解答 解：（1）化學平衡常數(shù)K=$\frac{生成物濃度系數(shù)的冪次方}{生成物濃度系數(shù)的冪次方}$=$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$，故答案為：$\frac{[C{O}_{2}]^{5}}{[CO]^{5}}$；
（2）設0～0.5min內(nèi)反應消耗的CO為xmol，
               5CO（g）+I₂O₅（g）?5CO₂（g）+I₂（s）
起始量（mol）：1                   0
反應量（mol）：x                   x
平衡量（mol）：1-x                  x
則 $\frac{xmol}{1mol}$=0.8，所以x=0.8，則v（CO）=$\frac{\frac{n}{V}}{t}$=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{5min}$=0.8mol/（mol•L）；
故答案為：0.8mol/（mol•L）；
（3）欲增大容器中CO₂的體積分數(shù)φ（CO₂），則平衡正移，已知該反應正方向為放熱反應，所以降低溫度平衡正移；
故答案為：降低溫度；
（4）該反應反應前后氣體的物質(zhì)的量相同，保持溫度和體積不變，若開始加入CO（g）的物質(zhì)的量是原來的2倍，則達到平衡時與原平衡是等效平衡，
A．等效平衡的轉(zhuǎn)化率相同，若開始加入CO（g）的物質(zhì)的量是原來的2倍，則生成I₂的質(zhì)量為原來的2倍，故A正確；
B．反應物的濃度增大，反應速率加快，所以達到平衡的時間比原來的2倍小，故B錯誤；
C．該反應反應前后氣體的物質(zhì)的量相同，保持溫度和體積不變，若開始加入CO（g）的物質(zhì)的量是原來的2倍，則達到平衡時與原平衡是等效平衡，平衡時混合氣體的物質(zhì)的量為原來的2倍，故C正確；
D．該反應反應前后氣體的物質(zhì)的量相同，當開始加入CO（g）的物質(zhì)的量是原來的2倍，達到平衡時，氣體的物質(zhì)的量增大2倍，質(zhì)量也增大2倍，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，混合氣體的體積不變，氣體的質(zhì)量增大，所以氣體的密度增大，故D錯誤；
故答案為：AC．

點評 本題考查了化學平衡的有關計算、影響平衡的因素、平衡狀態(tài)的判斷，題目難度較大，側(cè)重于考查學生對知識的綜合應用能力．