Question

氮氧化物和SO₂是造成霧霾天氣的主要原因之一．
（1）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

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
寫出焦炭與水蒸氣高溫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
②洗滌含SO₂的煙氣．下列物質(zhì)可作洗滌劑的是

 

（填字母）．
a．Ca（OH）₂    b．Na₂CO₃    c．CaCl₂   d．NaHSO₃．
（2）已知汽車發(fā)動機工作時汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=+183kJ?mol^-1．若1mol空氣含0.8molN₂和0.2molO₂，1300℃時在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達到平衡，測得NO為8×10^-4mol．該溫度下的平衡常數(shù)K=

 

．汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，請用反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識解釋NO排放量增大的原因：

 

．
（3）硫酸工業(yè)尾氣中二氧化硫的含量超過0.05%（體積分數(shù)）時需經(jīng)處理后才能排放．某�；瘜W(xué)興趣小組欲測定某硫酸工廠排放尾氣中二氧化硫的含量，采用以下方案：如圖所示，圖中氣體流量計B用于準確測量通過的尾氣體積．將尾氣通入一定體積已知濃度的碘水中測定SO₂的含量．當洗氣瓶C中溶液藍色消失時，立即關(guān)閉活塞A．
①洗氣瓶C中導(dǎo)管末端連接一個多孔球泡D，可以提高實驗的準確度，其理由是

 

．
②洗氣瓶C中溶液藍色消失后，沒有及時關(guān)閉活塞A，測得的SO₂含量

 

（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
（4）將某PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試液．
若測得該試液所含水溶性無機離子的化學(xué)組分及其平均濃度[c（H⁺）、c（OH^-）待測]如下表：

離子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO3-	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的酸堿性為

 

，待測試液的pH=

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）①依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算所需熱化學(xué)方程式；
②二氧化硫是酸性氧化物，依據(jù)化學(xué)性質(zhì)分析選擇吸收的試劑；
（2）計算出平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量，計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)的表達式計算；
（3）方案利用的原理為：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，據(jù)此確定二氧化硫的物質(zhì)的量，進而定尾氣中二氧化硫的含量；
①洗氣瓶C中導(dǎo)管末端連接一個多孔球泡D，可以增大SO₂與碘水的接觸面積，使SO₂和碘水充分反應(yīng)；
②洗氣瓶C中溶液藍色消失后，沒有及時關(guān)閉活塞A，則通入尾氣的體積增大；
（4）觀察表格中發(fā)現(xiàn)NH₄⁺水解顯酸性，PM2.5的酸堿性為酸性．

解答： 解：（1）①已知：①H₂ （g）+

1

2

O₂ （g）=H₂O（g）；△H=-241.81kJ?mol^-1，
②C （s）+

1

2

O₂ （g）=CO （g）；△H=-110.51kJ?mol^-1，
利用蓋斯定律，將②-①可得C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H=（-110.51kJ?mol^-1）-（-241.81kJ?mol^-1）=+13l.3 kJ?mol^-1，
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H=+13l.3 kJ?mol^-1；
 ②洗滌含SO₂的煙氣，根據(jù)酸性氧化物的性質(zhì)選a．Ca（OH）₂ b．Na₂CO₃，故答案為：ab；
（2）計算平衡常數(shù)時，先計算物質(zhì)的平衡量，N₂為0.8mol-4×10^-4 mol，O₂為0.2mol-4×10^-4 mol，帶入平衡常數(shù)表達式即可，得K=4×10^-6，氣缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移，
故答案為：4×10^-6；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動，因此單位時間內(nèi)NO排放量增大；
（3）甲方案利用的原理為：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，最后測定剩余氣體的體積，進而定尾氣中二氧化硫的含量；
①洗氣瓶C中導(dǎo)管末端連接一個多孔球泡D，可以增大SO₂與碘水的接觸面積，使SO₂和碘水充分反應(yīng)；
故答案為：增大SO₂與碘水的接觸面積，使SO₂和碘水充分反應(yīng)；
②洗氣瓶C中溶液藍色消失后，沒有及時關(guān)閉活塞A，則通入尾氣的體積增大，因此SO₂含量偏低；
故答案為：偏低；
（4）觀察表格中發(fā)現(xiàn)NH₄⁺水解顯酸性，PM2.5的酸堿性為酸性．試樣的pH值根據(jù)溶液中電荷守恒計算H+離子濃度為10^-4，PH值為4；
故答案為：酸性；4．

點評：該題綜合考查化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)知識、水的電離平衡和溶液酸堿性的關(guān)系，涉及離子的水解、pH值的計算、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)的計算，題目難度中等，注意相關(guān)知識的積累．