Question

環境問題備受世界關注．化工廠以及汽車尾氣排放的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO_x）、硫化物等氣體已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生成碳氧血紅蛋白，反應方程式可表示為：CO+Hb?O₂?O₂+Hb?CO
實驗表明，c即使只有c的 ，也可造成人的智力損傷．
已知t℃時上述反應的平衡常數K=200，吸入肺部O₂的濃度約為1.0×10^-2mol?L^-1，若使c小于c的 ，則吸入肺部CO的濃度不能超過______ 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“催化轉化器”．
已知反應2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-113kJ?mol^-1
①實驗發現該反應在100℃～400℃的溫度范圍內，溫度每升高10℃，反應速率約為原來的3倍，在400℃～450℃時，溫度每升高10℃，反應速率卻約為原來的10倍，而溫度高于450℃時，溫度每升高10℃，反應速率又約為原來的3倍．若其他反應條件不變，試分析造成這種現象的可能原因是______；
②為了模擬催化轉化器的工作原理，在t℃時，將2molNO與1mol CO充入1L反應容器中，反應過程中NO（g）、CO（g）、N₂（g）的物質的量濃度變化如圖所示，則反應進行到15min時，NO的平均反應速率為______；
③請在圖中畫出20min～30min內NO、CO發生變化的曲線，引起該變化的條件可能是______；（填字母）
a．加入催化劑
b．降低溫度
c．縮小容器體積
d．增加CO₂的物質的量
④當25min達到平衡后，若保持體系溫度為t₁℃，再向容器中充入NO、N₂氣體各1mol，平衡將______移動（填“向左”、“向右”或“不”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據平衡常數K==200代入公式計算；
（2）①根據催化劑的活性受溫度影響；
②根據V=來計算；
③根據氮氣的變化來確定NO、CO的變化；結合圖象根據外界條件對化學平衡的影響來判斷；
④先根據三段法求出各自的濃度，然后求出平衡常數和濃度熵，最后根據平衡常數的大小與濃度熵的大小來確定平衡移動方向；
解答：解：（1）根據平衡常數K==200K，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＞200×50，則吸入肺部CO的濃度不能超過=1.0×10^-6mol?L^-1，
故答案為：1.0×10^-6；
（2）①因催化劑的活性受溫度影響，由信息可知催化劑在400℃～450℃活性最大；
故答案為：催化劑在400℃～450℃活性最大  
②由圖象可知在15min內NO的物質的量變化0.4mol，則NO的平均反應速率為=mol?L^-1?min^-1₌0.027 mol?L^-1?min^-1
③氮氣的變化的物質的量與NO、CO的變化的物質的量成正比，25分鐘后達到平衡，圖象為：

由圖象可知，平衡向正反應方向移動，
a、加入催化劑，平衡不移動，故a錯誤；
b、降低溫度，平衡向正反應方向移動，故b正確；
c、縮小容器體積，平衡向正反應方向移動，達平衡時，濃度應大于25min時的濃度，故c錯誤；
d、增加CO₂的物質的量，平衡向逆反應方向移動，氮氣的平衡濃度降低，故d錯誤．
故答案為：；b；

 ④2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
點評：本題主要考查了平衡常數的計算、外界條件對平衡的影響，難度中等．