题目内容

(16分)汽车尾气中的CO、NOX已经成为大气的主要污染物,使用稀土等催化剂能将CO、NOX、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(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
写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式(反应热用△H1、△H2、△H3表示):                                                                    
(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生以下反应:
18NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分别在t秒时测定其中NOX的转化率,绘得图像如下图所示:

① 从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下,                      
结论二:                                 
② 上述NO2和C3H6反应达平衡后,可提高NO2
转化率的措施有          。(填编号)

A.加入催化剂B.降低温度
C.分离出H2O(g)D.增大压强
(3)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(Hb·CO),在37℃时:CO+Hb·O2O2+Hb·CO   K=220
实验表明,Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%,也可造成人的智力损伤。抽烟后,测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10-6 mol·L-1和10-2 mol·L-1。请问,抽烟会造成人的智力损伤吗?(写出计算过程)

(16分)
(1)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)    △H=2△H3△H2△H1
(4分;方程式、反应热各2分,配平正确但状态无写或标注错误扣1分)
(2)① 结论一: NO转化率比NO2的低 (2分)
结论二:在250°C~450°C时,NOX转化率随温度升高而增大,450°C~600°C时NOX转化率随温度升高而减小 (2分;其他合理答案也给分)
② BC (3分;只答对一个得1分,错选不给分)
(3)(5分) 肺部CO和O2的浓度分别为10-6 mol·L-1和10-2 mol·L-1
                 (2分)
>2%                                      (2分)
故:抽烟会造成人的智力损伤。                                  (1分)

解析试题分析:(1)根据盖斯定律,目标方程式=③×2-①-②,所以所求热化学方程式为
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)    △H=2△H3△H2△H1
(2)① 从图中可以看到,二氧化氮的转化率曲线在NO转化率曲线的上方,所以得出的结论是,相同温度时,NO转化率比NO2的低;结论二:从曲线的变化情况可知,在250°C~450°C时,NOX转化率随温度升高而增大,450°C~600°C时NOX转化率随温度升高而减小;同时也可以说明,温度升高NOX转化率降低,则NOX转化反应是放热反应;
②A、加入催化剂,只能加快反应速率,不能改变平衡,所以二氧化氮的转化率不会提高,错误;B、有①的分析知该反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,二氧化氮的转化率提高,正确;C、分离出水蒸气,使生成物浓度降低,平衡正向移动,提高二氧化氮的转化率,正确;D、增大压强,平衡逆向移动,二氧化氮的转化率降低,错误,答案选BC;
(3)由K=220可知,220=c(O2)c(Hb·CO)/ c(Hb·O2) c(CO),CO和O2的浓度分别为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%,所以抽烟会造成人的智力损伤。
考点:考查盖斯定律的应用,对图像的分析,平衡常数的应用,转化率的判断

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4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) △H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) △H2
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    时间/min
物质 浓度
 
0
 
1
 
2
 
3
 
4
 
CH4
 
0.2mol·L—1
 
0.13 mol·L—1
 
0.1 mol·L—1
 
0.1 mol·L—1
 
0.09 mol·L—1
 
H2
 
0 mol·L—1
 
0.2 mol·L—1
 
0.3 mol·L—1
 
0.3 mol·L—1
 
0.33 mol·L—1
 
①3—4min之间,化学平衡向___   ____反应方向移动(填“正”或“逆”)。
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
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②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
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T/℃
T1
300
T2
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
 
(3)氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水,科学家利用此原理,设计成“氨气-氧气”燃料电池,则通入氨气的电极是         (填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为                      
(4)用氨气氧化可以生产硝酸,但尾气中的NOx会污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
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