Question

（一）在容積可變的密閉容器中，由CO和H₂合成甲醇CO（g）+2H₂（g?CH₃OH（g），CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖．
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=

 

，250℃、0.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)

 

300℃、1.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）工業(yè)實際生產(chǎn)中，該反應(yīng)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強而不選擇更高壓強的理由是

 

．
（3）在圖中畫出350℃時CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強變化的大致曲線．
（二）（1）用下列流程制取少量碘單質(zhì)：

步驟①的離子方程式為

 

，在該步驟中，加入100mL水和足量的鐵粉，充分攪拌，當消耗1.4g Fe時，懸濁液中的c（Ag⁺）=

 

．[假設(shè)實驗過程中溶液體積不變；此溫度下K_sp（AgI）=8.5×10^-17]
（2）在合成氨工業(yè)中常用I₂O₅來定量測量CO的含量．已知：2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.56kJ?mol^-1；2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1，寫出CO（g）與I₂O₅（s）反應(yīng)析出固態(tài)I₂的熱化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,熱化學(xué)方程式,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（一）（1）根據(jù)K=

產(chǎn)物平衡濃度的冪次方乘積

反應(yīng)物的平衡濃度冪次方乘積

來書寫K的表達式 溫度對K的影響和反應(yīng)的吸放熱情況有關(guān)來回答；
（2）根據(jù)壓強對化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡移動的影響知識結(jié)合實際生產(chǎn)過程來回答；
（3）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進行；
（二）（1）步驟①中Fe把AgI中的銀元素置換為銀單質(zhì)，根據(jù)元素守恒分析；先根據(jù)方程式計算碘離子濃度，再根據(jù)K_sp（AgI）求出銀離子的濃度；
（2）根據(jù)已知熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律計算和書寫熱化學(xué)方程式．

解答： 解：（一）（1）反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）的平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，根據(jù)CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系圖2，可以知道該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減小，壓強大小和平衡常數(shù)之間無關(guān)，即250℃、0.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)大于300℃、1.5×10⁴kPa下的平衡常數(shù)，
故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；＞；
（2）根據(jù)CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系圖2，可以知道在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失，
故答案為：在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失；
（3）該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減小，350℃時CO的平衡轉(zhuǎn)化率小于恒壓下300℃時CO的平衡轉(zhuǎn)化率，即350℃時CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強變化的大致曲線
隨壓強變化的大致曲線為：，
故答案為：．
（二）（1）步驟①中用Fe把AgI中的銀元素置換為銀單質(zhì)，其反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2AgI=2Ag+2I^-+Fe²⁺；n（Fe）=

m

M

=

1.4g

56g/mol

=0.025mol，則n（I^-）=2n（Fe）=0.05mol，
所以c（I^-）=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，則c（Ag⁺）=

Ksp(AgI)

c(I-)

=

8.3×10-17

0.5

=1.7×10^-16mol?L^-1，
故答案為：Fe+2AgI=2Ag+2I^-+Fe²⁺；1.7×10^-16mol?L^-1；
（2）已知熱化學(xué)方程式：
2 I₂（s）+5O₂（g）=2 I₂O₅（s）；△H=-75.56kJ?mol^-1①，
2CO（g）+O₂（g）=2 CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1②，
根據(jù)蓋斯定律將方程式②×

5

2

-①×

1

2

得5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；△H=（-566.0kJ?mol^-1）×

5

2

-（-75.56kJ?mol^-1）×

1

2

=-1377.22kJ/mol，
所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol；
故答案為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．

點評：本題目綜合考查學(xué)生對化學(xué)平衡移動的影響、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、以及化學(xué)平衡的計算知識，平衡常數(shù)、蓋斯定律的應(yīng)用、Ksp的有關(guān)計算、有關(guān)方程式的計算等知識點，屬于綜合知識的考查，難度大．