Question

（16分）汽車尾氣中的CO、NO_X已經成為大氣的主要污染物，使用稀土等催化劑能將CO、NO_X、碳氫化合物轉化成無毒物質，從而減少汽車尾氣污染。
（1）已知：N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g)  △H₁           ①
2C(s)＋O₂(g)＝2CO(g)  △H₂     ②
C(s)＋O₂(g)＝CO₂(g)   △H₃    ③
寫出NO與CO催化轉化成N₂和CO₂的熱化學方程式（反應熱用△H₁、△H₂、△H₃表示）：                                                                    。
（2）在容積相同的兩個密閉容器內（裝有等量的某種催化劑），分別充入同量的NO_x及C₃H₆，在不同溫度下，同時發生以下反應：
18NO(g)＋2C₃H₆(g)9N₂(g)＋6CO₂(g)＋6H₂O(g)；
18NO₂(g)＋4C₃H₆(g)9N₂(g)＋12CO₂(g)＋12H₂O(g)；
并分別在t秒時測定其中NO_X的轉化率，繪得圖像如下圖所示：

① 從圖中可以得出的結論是
結論一：相同溫度下，                      。
結論二：                                 。
② 上述NO₂和C₃H₆反應達平衡后，可提高NO₂
轉化率的措施有          。（填編號）

A．加入催化劑	B．降低溫度
C．分離出H2O(g)	D．增大壓強

（3）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（Hb·CO），在37℃時：CO＋Hb·O₂O₂＋Hb·CO   K＝220
實驗表明，Hb·CO的濃度即使只有Hb·O₂濃度的2%，也可造成人的智力損傷。抽煙后，測得平衡時人體肺部的空氣中CO和O₂的濃度分別為10^－6 mol·L^－1和10^－2 mol·L^－1。請問，抽煙會造成人的智力損傷嗎？（寫出計算過程）

Answer 1

（16分）
（1）2NO(g)＋2CO(g)＝N₂(g)＋2CO₂(g)    △H＝2△H₃△H₂△H₁
（4分；方程式、反應熱各2分，配平正確但狀態無寫或標注錯誤扣1分）
（2）① 結論一： NO轉化率比NO₂的低 （2分）
結論二：在250°C～450°C時，NO_X轉化率隨溫度升高而增大，450°C～600°C時NO_X轉化率隨溫度升高而減小 （2分；其他合理答案也給分）
② BC （3分；只答對一個得1分，錯選不給分）
（3）（5分） 肺部CO和O₂的濃度分別為10^－6 mol·L^－1和10^－2 mol·L^－1，
                 （2分）
＞2%                                      （2分）
故：抽煙會造成人的智力損傷。                                  （1分）

試題分析：（1）根據蓋斯定律，目標方程式=③×2-①-②，所以所求熱化學方程式為
2NO(g)＋2CO(g)＝N₂(g)＋2CO₂(g)    △H＝2△H₃△H₂△H₁
（2）① 從圖中可以看到，二氧化氮的轉化率曲線在NO轉化率曲線的上方，所以得出的結論是，相同溫度時，NO轉化率比NO₂的低；結論二：從曲線的變化情況可知，在250°C～450°C時，NO_X轉化率隨溫度升高而增大，450°C～600°C時NO_X轉化率隨溫度升高而減小；同時也可以說明，溫度升高NO_X轉化率降低，則NO_X轉化反應是放熱反應；
②A、加入催化劑，只能加快反應速率，不能改變平衡，所以二氧化氮的轉化率不會提高，錯誤；B、有①的分析知該反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，二氧化氮的轉化率提高，正確；C、分離出水蒸氣，使生成物濃度降低，平衡正向移動，提高二氧化氮的轉化率，正確；D、增大壓強，平衡逆向移動，二氧化氮的轉化率降低，錯誤，答案選BC；
（3）由K=220可知，220=c(O₂)c(Hb·CO)/ c(Hb·O₂) c(CO)，CO和O₂的濃度分別為10^－6 mol·L^－1和10^－2 mol·L^－1。所以c(Hb·CO)/ c(Hb·O₂)=220×10^－6 mol·L^－1/10^－2 mol·L^－1=2.2%>2%，所以抽煙會造成人的智力損傷。