Question

環(huán)境問題備受世界關(guān)注．化工廠以及汽車尾氣排放的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、硫化物等氣體己成為大氣污染的主要因素．
（1）CO的中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素部分反應(yīng)生成碳氧血紅蛋白，反應(yīng)方程式可表示為：CO+Hb?O₂   O₂+Hb?CO
實驗表明，c（Hb?CO）即使只有c（Hb?O₂）的 1/50，也可造成人的智力損傷．
已知t℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=200，吸入肺部O₂的濃度約為1.0×10^-2mol?L^-1，若使c（Hb?CO）小于c（Hb?O₂）的 1/50，則吸入肺部CO的濃度不能超過

1.0×10^-6

mol?L^-1．
（2）汽車尾氣治理的方法之一是在汽車的排氣管上安裝一個“催化轉(zhuǎn)化器”．
已知反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）   N₂（g）+2CO₂（g）△H=-113kJ?mol^-1
①為了模擬催化轉(zhuǎn)化器的工作原理，在t℃時，將2molNO與1mol CO充入lL反應(yīng)容器中，反應(yīng)過程中NO（g）、CO（g）、N₂（g）物質(zhì)的量濃度變化如右下圖所示．反應(yīng)進行到15min時，NO的平均反應(yīng)速率為

0.4

15

mol?L^-1?min^-1（或0.027mol?L^-1?min^-1）

，
②觀察在20min～30min內(nèi)N₂（g）發(fā)生變化的曲線圖，判斷引起該變化的條件可能是

b

；
a．加入催化劑
b．降低體系溫度
c．縮小容器體積為0.5L
d．增加CO₂的物質(zhì)的量
（3）煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問題．
已知：CO（g）+H₂O（g） H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	830	1000
平衡常數(shù)K	10	9	1	0.6

試回答下列問題
①上述正向反應(yīng)是：

放熱

反應(yīng)（填“放熱”、“吸熱”）．
②某溫度下上述反應(yīng)平衡時，恒容、升高溫度，正反應(yīng)速率

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”），容器內(nèi)混合氣體的壓強

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
③在830℃發(fā)生上述反應(yīng)，以下表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器，其中向正反應(yīng)方向移動的有

B、C

（選填A(yù)、B、C、D）．

	A	B	C	D
n（CO2）	3	1	0	1
n（H2）	2	1	0	1
n（CO）	1	2	3	0.5
n（H2O）	5	2	3	2

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)計算，K=

c(O2)×c(Hb?CO)

c(CO)×c(Hb?O2)

=200；
（2）①根據(jù)圖象可知在15min內(nèi)NO的物質(zhì)的量變化0.4mol，則NO的平均反應(yīng)速率為=

0.4

15

 mol?L^-1?min^-1；
②加入催化劑，平衡不移動，縮小容器體積為0.5L，平衡向正反應(yīng)方向移動，達平衡時，濃度應(yīng)大于25min時的濃度，增加CO₂的物質(zhì)的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動，氮氣的平衡濃度降低；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動；
②溫度升高，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，壓強增大；
③根據(jù)830℃時，平衡常數(shù)k=1計算．

解答：解：（1）根據(jù)平衡常數(shù)計算，K=

c(O2)×c(Hb?CO)

c(CO)×c(Hb?O2)

=200，若使c（Hb?CO）小于c（Hb?O₂）的 1/50，且吸入肺部O₂的濃度約為1.0×10^-2mol?L^-1，
則有

c(O2)

c(CO)

＞200× 50，則吸入肺部CO的濃度不能超過

1.0×10-2mol?L-1

10000

=1.0×10^-6mol?L^-1，故答案為：1.0×10^-6；
（2）①根據(jù)圖象可知在15min內(nèi)NO的物質(zhì)的量變化0.4mol，則NO的平均反應(yīng)速率為=

0.4

15

 mol?L^-1?min^-1，
故答案為：

0.4

15

 mol?L^-1?min^-1（或0.027 mol?L^-1?min^-1）；
②a、加入催化劑，平衡不移動，故a錯誤；
b、降低體系溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，故b正確；
c、縮小容器體積為0.5L，平衡向正反應(yīng)方向移動，達平衡時，濃度應(yīng)大于25min時的濃度，故c錯誤；
d、增加CO₂的物質(zhì)的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動，氮氣的平衡濃度降低，故d錯誤．
故答案為：b；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)放熱，故答案為：放熱；
②溫度升高，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，壓強增大，故答案為：增大；增大；
③根據(jù)830℃時，平衡常數(shù)k=1計算；
A、k=

2×3

5×1

＞1，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，故A錯誤；
B、k=

1×1

2×2

＜1，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，故B正確；
C、只有反應(yīng)物，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，故C正確；
D、k=

1×1

0.5×2

=1．達到平衡狀態(tài)，平衡不移動，故D錯誤．
故答案為：B、C．

點評：本題考查化學(xué)平衡移動計算，題目難度較大，本題注意平衡常數(shù)的利用．