Question

【題目】某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 μm的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此，對(duì)PM2.5 、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請(qǐng)回答下列問題：

(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。若測(cè)得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：

離子	K＋	Na＋	NH	SO	NO	Cl－
濃度(mol·L－1)	4×10－6	6×10－6	2×10－5	4×10－5	3×10－5	2×10－5

根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5試樣的pH＝_____________。

(2)為減少SO2的排放，常采取的措施有：

①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。

已知：H2(g)＋O2(g) = H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1

C(s)＋O2(g) = CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1

寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______________________________________。

②洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是________。（填字母）

a．Ca(OH)2　 　b．Na2CO3　　 c．CaCl2　 　d．NaHSO3

(3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化

①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH>0。汽車啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是___________________。

②汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g) = 2C(s)＋O2(g)。已知該反應(yīng)的ΔH>0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：____________________。

Answer 1

【答案】 4 C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1 a、b 溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移 該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行

【解析】(1)根據(jù)溶液中電荷守恒有c(H+)=2×4×10－5+3×10－5+2×10－5-2×10－5-6×10－6-4×10－6=10-4，因此pH=4，故答案為：4；

(2)①已知：i.H2(g)+ O2(g)═H2O(g) △H=-241.81kJmol-1，ii.C(s)+ O2(g)═CO(g) △H=-110.51kJmol-1，利用蓋斯定律，將ii-i可得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=(-110.5kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+13l.3 kJ/mol，所以焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+13l.30kJmol-1，故答案為：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+13l.3kJmol-1；

②二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性能夠與堿反應(yīng)：SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O；二氧化硫水溶液是亞硫酸所以也能夠與碳酸鈉反應(yīng)：SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑；可以用氫氧化鈣溶液和碳酸鈉溶液做洗滌劑；二氧化硫與氯化鈣溶液不反應(yīng)，且在亞硫酸氫鈉溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化鈣和亞硫酸氫鈉溶液做洗滌液，故答案為：ab；

(3)①汽缸中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H＞0，這是個(gè)吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的NO增多，故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；

②2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一個(gè)熵值減小的反應(yīng)即：△S＜0，同時(shí)又是一個(gè)△H＞O，所以△H-T△S一定大于0，所以任何條件下不能自發(fā)進(jìn)行，故答案為：該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行；