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PM_2.5(直徑小于等于2.5μm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)PM_2.5、SO₂、NO_x等進(jìn)行研究具有重要意義。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)將PM_2.5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(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表:

離子	K+	Na+	N	S	N	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PM_2.5的酸堿性為　　　　　　,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        ①
C(s)+O₂(g) CO(g)　            ΔH="-110.5" kJ·mol^-1        ②
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　　　　　　　　　　　。
a.Ca(OH)₂　　   b.Na₂CO₃　   　c.CaCl₂　  　d.NaHSO₃
(3)汽車尾氣中NO_x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
若1 mol空氣含0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,1 300℃時(shí)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):                              
                                                                                                                             。
③目前,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染,其化學(xué)反應(yīng)方程式為　                                                。

Answer 1

（1）酸性    4
（2）①C(s)+ H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH=+131.3kJ/mol
②a、b
(3) ①4×10^-6   溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移
②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
③2CO+2NO2CO₂+N₂

試題分析：（1）根據(jù)電荷守恒規(guī)律得c（Cl^-）+ c（NO₃^-）+2 c（SO₄^2-）= c（K⁺）+ c（Na⁺）+c（NH₄⁺）+ c（H⁺），計(jì)算可得c（H⁺）=1×10^-4mol/L,pH="4," PM_2.5的酸堿性為酸性；
（2）①根據(jù)蓋斯定律可得焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式=②-①，所以答案是C(s)+ H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH=+131.3kJ/mol；
②二氧化硫可與氫氧化鈣、碳酸鈉溶液反應(yīng)，但不與氯化鈣、亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)，所以作洗滌劑的是氫氧化鈣、碳酸鈉，答案選ab；
（3）①N₂(g)+O₂(g)2NO(g)ΔH>0，開始時(shí)0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,達(dá)到平衡, NO為8×10^-4mol。根據(jù)化學(xué)方程式可計(jì)算出平衡時(shí)氮?dú)�、氧氣的物質(zhì)的量分別為0.7996mol、0.1996mol，NO的系數(shù)是2，所以化學(xué)平衡常數(shù)K=c（NO）²/c(N₂)c(O₂)=n（NO）²/n(N₂)n(O₂)= (8×10^-4mol)²/0.7996mol×0.1996mol=4×10^-6；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越快，對(duì)正反應(yīng)有利，NO的排放量越大；
②從方程式上判斷，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；
③汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，目的是把有毒氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體二氧化碳、氮?dú)猓�所以化學(xué)方程式為2CO+2NO2CO₂+N₂