Question

（2009?宿迁模拟）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（NO_x）、硫化物等气体已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

1.0×10^-6

 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实验发现该反应在100℃～400℃的温度范围内，温度每升高10℃，反应速率约为原来的3倍，在400℃～450℃时，温度每升高10℃，反应速率却约为原来的10倍，而温度高于450℃时，温度每升高10℃，反应速率又约为原来的3倍．若其他反应条件不变，试分析造成这种现象的可能原因是

催化剂在400℃～450℃活性最大

；
②为了模拟催化转化器的工作原理，在t℃时，将2molNO与1mol CO充入1L反应容器中，反应过程中NO（g）、CO（g）、N₂（g）的物质的量浓度变化如图所示，则反应进行到15min时，NO的平均反应速率为

0.027mol?L^-1?min^-1

；
③请在图中画出20min～30min内NO、CO发生变化的曲线，引起该变化的条件可能是

d

；（填字母）
a．加入催化剂
b．降低温度
c．缩小容器体积
d．增加CO₂的物质的量
④当25min达到平衡后，若保持体系温度为t₁℃，再向容器中充入NO、N₂气体各1mol，平衡将

向左

移动（填“向左”、“向右”或“不”）．

Answer 1

分析：（1）根据平衡常数K=

c(O2)×c(Hb?CO)

c(CO)×c(Hb?O2)

=200代入公式计算；
（2）①根据催化剂的活性受温度影响；
②根据V=

△n V

△t

来计算；
③根据氮气的变化来确定NO、CO的变化；结合图象根据外界条件对化学平衡的影响来判断；
④先根据三段法求出各自的浓度，然后求出平衡常数和浓度熵，最后根据平衡常数的大小与浓度熵的大小来确定平衡移动方向；

解答：解：（1）根据平衡常数K=

c(O2)×c(Hb?CO)

c(CO)×c(Hb?O2)

=200K，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，则有

c(O2)

c(CO)

＞200×50，则吸入肺部CO的浓度不能超过

1.0×10-2mol?L-1

10000

=1.0×10^-6mol?L^-1，
故答案为：1.0×10^-6；
（2）①因催化剂的活性受温度影响，由信息可知催化剂在400℃～450℃活性最大；
故答案为：催化剂在400℃～450℃活性最大  
②由图象可知在15min内NO的物质的量变化0.4mol，则NO的平均反应速率为=

0.4 1

15

mol?L^-1?min^-1₌0.027 mol?L^-1?min^-1
③氮气的变化的物质的量与NO、CO的变化的物质的量成正比，25分钟后达到平衡，图象为：

由图象可知，平衡向正反应方向移动，
a、加入催化剂，平衡不移动，故a错误；
b、降低温度，平衡向正反应方向移动，故b正确；
c、缩小容器体积，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；

 ④2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）

点评：本题主要考查了平衡常数的计算、外界条件对平衡的影响，难度中等．