题目

题型：不详难度：来源：

某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表：

离子	H+	K+	Na+	NH4+	SO42－	NO3－	Cl－
浓度/mol·L－1	未测定	4×10－6	6×10－6	2×10－5	4×10－5	3×10－5	2×10－5

 
根据表中数据判断试样的pH=         。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
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
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：             　　                 。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是           。
A．Ca(OH) ₂   B．Na₂CO₃  C．CaCl₂D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
① 若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂，汽缸中的化学反应式为N₂ (g)+O₂(g)2NO(g) △H0
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K=               。
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，其原因是           。
②目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染，其化学反应方程式为        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                    。
③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）=2C（s）+O₂（g）
已知该反应的△H0，判断该设想能否实现并简述其依据：                   。

答案

（1）PH=4
（2）①C(s)+H₂O(g)=H₂(g)+CO(g) △H=+131.3kJ/mol ②  A  B
（3）①4×10^-6，温度越高，反应速率越大  ②2XCO+2NO_X2XCO₂+N₂
③不能实现，因为该反应的△H>0,△S<0,所以△G>0

解析

试题分析：（1）根据溶液呈电中性的原理可得c(H⁺)+c(K⁺)+c(Na⁺)+c(NH₄⁺)=2c(SO₄^2－)+c(NO₃^－)+c(Cl^－)。将各个数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；正确。B．Na₂CO₃+ SO₂=Na₂SO₃+ CO₂。正确。C．CaCl₂不反应，不能作吸收剂，错误。D．NaHSO₃不反应，不能作吸收剂，错误。（3）①在反应开始时，n(N₂)=0.8mol；n(O₂)=0.2mol;n(NO)=0;当反应达到平衡时，n(N₂)=(0.8-4×10^-4)mol
n(O₂)=(0.2-4×10^-4)mol; n(NO)= 8×10^-4mol.假设气缸的容积为VL。则该温度下的平衡常数。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，是因为升高温度，化学反应速率加快。②根据已知条件结合质量守恒定律可得反应方程式为：2XCO+2NO_X 2XCO₂+N₂。③由于反应2CO（g）=2C（s）+O₂（g）△H>0是个体系混乱程度减小的吸热反应。ΔH>0；△S<0，根据体系的自由能ΔG=ΔH-T·ΔS>0，.所以该设想不能实现。