Question

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的懸浮顆粒物），其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)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(wèn)題：

（1）將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。

若測(cè)得該試樣所含離子的化學(xué)組分及其濃度如下表：

離子	H+	K+	Na+	NH4+	SO42－	NO3－	Cl－
濃度/mol·L－1	未測(cè)定	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）+1/2O2（g）=H2O（g） △H=－241.8kJ·mol－1

C（s）+1/2O2（g）=CO （g） △H=－110.5kJ·mol－1

寫(xiě)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 。

A．Ca(OH) 2 B．Na2CO3 C．CaCl2D．NaHSO3

（3）汽車(chē)尾氣中有NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化

① 若1mol空氣含0.8molN2和0.2molO2，汽缸中的化學(xué)反應(yīng)式為N2 (g)+O2(g)2NO(g) △H0

1300℃時(shí)將1mol空氣放在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得NO為8×10－4mol。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K= 。

汽車(chē)啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，其原因是 。

②目前，在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NOx的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

③ 汽車(chē)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△H0，判斷該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)并簡(jiǎn)述其依據(jù)： 。

 

Answer 1

（1）PH=4

（2）①C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) △H=+131.3kJ/mol ② A B

（3）①4×10-6，溫度越高，反應(yīng)速率越大 ②2XCO+2NOX2XCO2+N2

③不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵摲磻?yīng)的△H>0,△S<0,所以△G>0

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)溶液呈電中性的原理可得c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42－)+c(NO3－)+c(Cl－)。將各個(gè)數(shù)值代入上述式子可得c(H+)=1.0×10－4mol/L,所以pH=4；（2）① ②－①整理可得C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) △H=+131.3kJ/mol；②A．Ca(OH) 2+ SO2=CaSO3↓+H2O；正確。B．Na2CO3+ SO2=Na2SO3+ CO2。正確。C．CaCl2不反應(yīng)，不能作吸收劑，錯(cuò)誤。D．NaHSO3不反應(yīng)，不能作吸收劑，錯(cuò)誤。（3）①在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，n(N2)=0.8mol；n(O2)=0.2mol;n(NO)=0;當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n(N2)=(0.8-4×10-4)mol

n(O2)=(0.2-4×10-4)mol; n(NO)= 8×10-4mol.假設(shè)氣缸的容積為VL。則該溫度下的平衡常數(shù)。汽車(chē)啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，是因?yàn)樯�高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。②根據(jù)已知條件結(jié)合質(zhì)量守恒定律可得反應(yīng)方程式為：2XCO+2NOX 2XCO2+N2。③由于反應(yīng)2CO（g）= 2C（s）+O2（g）△H>0是個(gè)體系混亂程度減小的吸熱反應(yīng)。ΔH>0；△S<0，根據(jù)體系的自由能ΔG=ΔH-T·ΔS>0，.所以該設(shè)想不能實(shí)現(xiàn)。

考點(diǎn)：考查溶液的電荷守恒、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、反應(yīng)的自發(fā)性的判斷的知識(shí)。