Question

【題目】(1)抽煙對人體有害，煙草不完全燃燒產生的CO被吸進肺里跟血液中的血紅蛋白(用Hb表示)化合，發生反應：CO+HbO2O2+HbCO。實驗表明，HbCO的濃度即使只有HbO2濃度的2%，也足以使人的智力受損。試回答：

①上述反應的平衡常數表達式為K=_____________________。

②抽煙后，吸入肺部的空氣中測得的CO和O2的濃度分別為10-6 mol·L-1和10-2 mol·L－1。已知37℃時，平衡常數K=220，這時HbCO的濃度__________HbO2濃度的0.02倍(填“大于”“等于”、或“小于”)。

(2)把鋅片和鐵片放在盛有食鹽水和酚酞的表面皿中，如圖所示。最先觀察到酚酞變紅的現象的區域是________和__________。（填序號“I”“II”“III”或“IV”）

(3)一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，CO與H2反應生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

根據題意完成下列各題：

①反應達到平衡時，平衡常數表達式K=___________，升高溫度，K值 ________________。(填“增大”、“減小”或“不變”)。

②在500 ℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v (H2)=___________________。

③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的，下列有關該體系的說法正確的是__________

a．氫氣的濃度減少 b．正反應速率加快，逆反應速率也加快

c．甲醇的物質的量增加 d．重新平衡時增大

Answer 1

【答案】 大于 I IV 減小 mol/(L·min) bc

【解析】

(1)①根據平衡常數=生成物平衡濃度冪次方乘積與反應物平衡濃度冪次方乘積的比；

②利用平衡濃度與平衡常數的關系計算；

(2)根據原電池和電解池的工作原理來確定電極反應、總反應以及電極區域的現象；

(3)①根據方程式和K的含義書寫；根據溫度對平衡的影響，判斷K的變化；

②根據圖中甲醇的變化量，求出氫氣的變化量，再根據v(H2)=計算；

③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據濃度比值等于物質的量比值；

(1)①可逆反應CO+HbO2O2+HbCO的化學平衡常數K=；

②可逆反應CO+HbO2O2+HbCO的化學平衡常數K===220，所以=220×10-4=0.022，這時HbCO的濃度>HbO2濃度的0.02倍；

(2)第一個裝置是原電池，Zn為負極，溶液中的O2在Ⅰ處得電子生成OH-，所以Ⅰ處溶液變紅色；第二個裝置是電解池，鐵為陽極，溶液中的H+在Ⅳ處得電子，破壞了鋅片附近水的電離平衡，水進一步電離，最終達到平衡時IV附近溶液中OH-濃度增大，所以Ⅳ處溶液變紅色，故最先觀察到酚酞變紅的現象的區域是I和IV；

(3)①對于反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，化學平衡常數K=，根據圖象可知：CH3OH的平衡時的物質的量300℃>500℃，500℃時甲醇的物質的量小，說明升高溫度，化學平衡平衡逆向移動，根據平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，逆反應為吸熱反應，所以升高溫度， K減��；

②在500℃，平衡時圖中甲醇的變化量為nB，所以反應消耗的氫氣的量為：2nB，則v(H2)= mol/(L·min)；

③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的，則壓強增大，物質的濃度都增大，因此正、逆反應速率都增大，由于該反應的正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，化學平衡向正反應方向移動，使甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據濃度比值等于物質的量比值，則重新平衡時減小，所以合理選項是bc。