环境问题备受世界关注.化工厂以及汽车尾气排放的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、硫化物等气体己成为大气污染的主要因素.
(1)CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白,反应方程式可表示为:CO+Hb•O2
O2+Hb•CO
实验表明,c(Hb•CO)即使只有c(Hb•O2)的 1/50,也可造成人的智力损伤.
已知t℃时上述反应的平衡常数K=200,吸入肺部O2的浓度约为1.0×10-2mol•L-1,若使c(Hb•CO)小于c(Hb•O2)的 1/50,则吸入肺部CO的浓度不能超过______mol•L-1.
(2)汽车尾气治理的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”.
已知反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)△H=-113kJ•mol-1
①为了模拟催化转化器的工作原理,在t℃时,将2molNO与1mol CO充入lL反应容器中,反应过程中NO(g)、CO(g)、N2(g)物质的量浓度变化如右下图所示.反应进行到15min时,NO的平均反应速率为______,
②观察在20min~30min内N2(g)发生变化的曲线图,判断引起该变化的条件可能是______;
a.加入催化剂
b.降低体系温度
c.缩小容器体积为0.5L
d.增加CO2的物质的量
(3)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
①上述正向反应是:______反应(填“放热”、“吸热”).
②某温度下上述反应平衡时,恒容、升高温度,正反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强______(填“增大”、“减小”或“不变”).
③在830℃发生上述反应,以下表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有______(选填A、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 |
(1)根据平衡常数计算,K=
=200,若使c(Hb•CO)小于c(Hb•O2)的 1/50,且吸入肺部O2的浓度约为1.0×10-2mol•L-1,c(O2)×c(Hb•CO) c(CO)×c(Hb•O2)
则有
>200× 50,则吸入肺部CO的浓度不能超过c(O2) c(CO)
=1.0×10-6mol•L-1,故答案为:1.0×10-6;1.0×10-2mol•L-1 10000
(2)①根据图象可知在15min内NO的物质的量变化0.4mol,则NO的平均反应速率为=
mol•L-1•min-1,0.4 15
故答案为:
mol•L-1•min-1(或0.027 mol•L-1•min-1);0.4 15
②a、加入催化剂,平衡不移动,故a错误;
b、降低体系温度,平衡向正反应方向移动,故b正确;
c、缩小容器体积为0.5L,平衡向正反应方向移动,达平衡时,浓度应大于25min时的浓度,故c错误;
d、增加CO2的物质的量,平衡向逆反应方向移动,氮气的平衡浓度降低,故d错误.
故答案为:b;
(3)①根据表中数据可知,温度升高平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应放热,故答案为:放热;
②温度升高,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,压强增大,故答案为:增大;增大;
③根据830℃时,平衡常数k=1计算;
A、k=
>1,反应向逆反应方向移动,故A错误;2×3 5×1
B、k=
<1,反应向正反应方向移动,故B正确;1×1 2×2
C、只有反应物,反应向正反应方向移动,故C正确;
D、k=
=1.达到平衡状态,平衡不移动,故D错误.1×1 0.5×2
故答案为:B、C.