Question

(1)抽烟对人体有害，烟草不完全燃烧产生的CO被吸进肺里跟血液中的血红蛋白(用Hb表示)化合，发生反应：CO+HbO₂O₂+HbCO。实验表明，HbCO的浓度即使只有HbO₂浓度的2%，也足以使人的智力受损。试回答：

①上述反应的平衡常数表达式为K=_____________________。

②抽烟后，吸入肺部的空气中测得的CO和O₂的浓度分别为10^-6 mol·L^-1和10^-2 mol·L^－1。已知37℃时，平衡常数K=220，这时HbCO的浓度__________HbO₂浓度的0.02倍(填“大于”“等于”、或“小于”)。

(2)把锌片和铁片放在盛有食盐水和酚酞的表面皿中，如图所示。最先观察到酚酞变红的现象的区域是________和__________。（填序号“I”“II”“III”或“IV”）

(3)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，CO与H₂反应生成甲醇(催化剂为Cu₂O/ZnO)：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

根据题意完成下列各题：

①反应达到平衡时，平衡常数表达式K=___________，升高温度，K值 ________________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②在500 ℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H₂)=___________________。

③在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的，下列有关该体系的说法正确的是__________

a．氢气的浓度减少        b．正反应速率加快，逆反应速率也加快

c．甲醇的物质的量增加    d．重新平衡时增大

Answer

大于 I IV 减小 mol/(L·min) bc

【解析】

(1)①根据平衡常数=生成物平衡浓度幂次方乘积与反应物平衡浓度幂次方乘积的比；

②利用平衡浓度与平衡常数的关系计算；

(2)根据原电池和电解池的工作原理来确定电极反应、总反应以及电极区域的现象；

(3)①根据方程式和K的含义书写；根据温度对平衡的影响，判断K的变化；

②根据图中甲醇的变化量，求出氢气的变化量，再根据v(H2)=计算；

③在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的，则压强增大，正逆反应速率都增大，平衡向正向移动，甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大，根据浓度比值等于物质的量比值；

(1)①可逆反应CO+HbO2O2+HbCO的化学平衡常数K=；

②可逆反应CO+HbO2O2+HbCO的化学平衡常数K===220，所以=220×10-4=0.022，这时HbCO的浓度>HbO2浓度的0.02倍；

(2)第一个装置是原电池，Zn为负极，溶液中的O2在Ⅰ处得电子生成OH-，所以Ⅰ处溶液变红色；第二个装置是电解池，铁为阳极，溶液中的H+在Ⅳ处得电子，破坏了锌片附近水的电离平衡，水进一步电离，最终达到平衡时IV附近溶液中OH-浓度增大，所以Ⅳ处溶液变红色，故最先观察到酚酞变红的现象的区域是I和IV；

(3)①对于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，化学平衡常数K=，根据图象可知：CH3OH的平衡时的物质的量300℃>500℃，500℃时甲醇的物质的量小，说明升高温度，化学平衡平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应为吸热反应，所以升高温度， K减小；

②在500℃，平衡时图中甲醇的变化量为nB，所以反应消耗的氢气的量为：2nB，则v(H2)= mol/(L·min)；

③在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的，则压强增大，物质的浓度都增大，因此正、逆反应速率都增大，由于该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡向正反应方向移动，使甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大，根据浓度比值等于物质的量比值，则重新平衡时减小，所以合理选项是bc。