Question

4．化學(xué)反應(yīng)原理在生產(chǎn)和科研中有重要的應(yīng)用，請利用相關(guān)知識回答下列問題．
Ⅰ．常溫下I₂O₅（s）可用于檢測CO，反應(yīng)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(yīng)中CO₂的體積分數(shù)φ（CO₂）隨時間的變化如圖1所示：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$；
（2）0～0.5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO）=0.8mol/（mol•L）；
（3）下列敘述能說明反應(yīng)達到平衡的是BD
A．容器內(nèi)壓強不再變化
B．CO的質(zhì)量不再變化，CO₂的轉(zhuǎn)化率不再增大
C．CO₂的生成速率等于CO的消耗速率，反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物
D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
（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．平衡時混合氣體的密度不變
Ⅱ．一定條件下在密閉容器中加入NH4I發(fā)生反應(yīng)：A．NH₄I（s）?NH₃（g）+HI（g），
B．2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）．達到平衡后，擴大容器體積，反應(yīng)B 的移動方向不移動（填正向、逆向或不移動）；
Ⅲ．己知：2NO₂?N₂O₄△H＜0，將一定量的NO₂充入注射器中后封口，如圖2是在拉伸和壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化（氣體顏色越深，透光率越�。�．下列說法正確的是AC

A．b點的操作是壓縮注射器
B．c點與a點相比，c（NO₂）增大，c（N₂O₄）減小
C．若反應(yīng)在一絕熱容器中進行，則b、c兩點的平衡常數(shù)K_b＞K_c
D．d點：v（正）＞v（逆）

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）平衡常數(shù)為氣體生成物與氣體反應(yīng)物的濃度冪之積的比值；
（2）列三段式求出0～0.5min內(nèi)反應(yīng)消耗的CO，再求出其反應(yīng)速率；
（3）達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、含量不變；
（4）該反應(yīng)反應(yīng)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；
II．2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）反應(yīng)前后體積不變，改變壓強，平衡不移動；
III．該反應(yīng)是正反應(yīng)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，壓強增大平衡雖正向移動，但二氧化氮濃度增大，混合氣體顏色變深，壓強減小平衡逆向移動，但二氧化氮濃度減小，混合氣體顏色變淺，據(jù)圖分析，b點開始是壓縮注射器的過程，氣體顏色變深，透光率變小，c點后的拐點是拉伸注射器的過程，氣體顏色變淺，透光率增大．

解答 解：I．（1）平衡常數(shù)為氣體生成物與氣體反應(yīng)物的濃度冪之積的比值，由于反應(yīng)物、生成物各一種氣體，平衡常數(shù)為K=$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{5}（C{O}_{2}）}{{c}^{5}（CO）}$；
（2）設(shè)0～0.5min內(nèi)反應(yīng)消耗的CO為xmol，
               5CO（g）+I₂O₅（g）?5CO₂（g）+I₂（s）
起始量（mol）：1                   0
反應(yīng)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）A．反應(yīng)前后氣體的體積不變，則容器內(nèi)壓強不再變化不能說明達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．CO的質(zhì)量不再變化，CO₂的轉(zhuǎn)化率不再增大，可說明達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應(yīng)沒有停止，不存在反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物的說法，故C錯誤；
D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，可說明氣體的質(zhì)量不變，可說明達到平衡狀態(tài)，故D正確．
故答案為：BD；
（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，
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．濃度增大，反應(yīng)速率增大，達到平衡的時間減少，故B錯誤；
C．達到相同的平衡狀態(tài)，則平衡時混合氣體的物質(zhì)的量為原來的2 倍，故C正確；
D．加入氣體增多，氣體密度增大，故D錯誤．
故答案為：AC；
II．反應(yīng)2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）前后氣體物質(zhì)的量不變，所以增大容器體積，平衡不移動，故答案為：不移動；
III．A．b點開始是壓縮注射器的過程，氣體顏色變深，透光率變小，故A正確；
B．c點是壓縮注射器后的情況，二氧化氮和四氧化二氮的濃度都增大，故B錯誤；
C．b點開始是壓縮注射器的過程，平衡正向移動，反應(yīng)放熱，導(dǎo)致T（b）＜T（c），升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，所以K_b＞K_c，故C正確；
D．c點后的拐點是拉伸注射器的過程，d點是平衡向氣體體積增大的逆向移動過程，所以v（逆）＞v（正），故D錯誤；
故答案為：AC．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計算、影響平衡的因素，為高考常見題型，題目綜合性較強，難度較大，側(cè)重于考查學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力和數(shù)據(jù)處理能力．