Question

中國環(huán)境監(jiān)測總站數(shù)據(jù)顯示，顆粒物(PM2.5等)為連續(xù)霧霾過程影響空氣質(zhì)量最顯著的污染物，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題：

⑴ 將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表：

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)計算PM2.5待測試樣的pH ＝　 　。

⑵ NOx是汽車尾氣的主要污染物之一。汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應，其能量變化示意圖如下：

① N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＝　 　。

② 當尾氣中空氣不足時，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學方程式　 　。

③ 汽車汽油不完全燃燒時還產(chǎn)生CO，有人設想按下列反應除去CO：

2CO(g)＝2C(s)＋O2(g),已知該反應的△H＞0，該設想能否實現(xiàn)？　 　。

⑶ 碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如下：

① 用離子方程式表示反應器中發(fā)生的反應　 　。

② 用化學平衡移動的原理分析，在HI分解反應中使用膜反應器分離出H2的目的是 　。

③ 用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH）表示），NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量、長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為：Ni(OH)2＋MNiO(OH)＋MH，電池放電時，負極電極反應式為　 �。� 充電完成時，全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)，若繼續(xù)充電，將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極電極反應式為　　　　　 　　 　。

 

Answer 1

⑴4 ⑵ ① +183 kJ·mol－1 ② 2NO＋2CO2CO2＋N2 ③ 不能

⑶ ① SO2＋I2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+ HI分解為可逆反應，及時分離出產(chǎn)物H2，有利于反應正向進行

③MH＋OH－－e－＝H2O＋M 4O2＋4e－＋2H2O＝4OH－

【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－)。將各個數(shù)值代入上述式子可得c(H+)=1.0×10－4mol/L,所以pH=4；(2)① N2(g)＋O2(g) 2NO(g) △H＝945kJ/mol+498kJ/mol-2×630kJ/mol=+183 kJ/mol. ②NO被CO還原的化學方程式為2NO＋2CO2CO2＋N2。③由于反應2CO（g）= 2C（s）+O2（g）△H>0是個體系混亂程度減小的吸熱反應。ΔH>0；△S<0，根據(jù)體系的自由能ΔG=ΔH-T·ΔS>0，.所以該設想不能實現(xiàn)。⑶ ①反應器中發(fā)生的反應離子方程式為：SO2＋I2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+。②2HI H2+I2 .該發(fā)生是可逆反應。若在HI分解反應中使用膜反應器分離出H2，由于減小生成物的濃度，平衡正向移動，就可以使更多的HI分解，制得氫氣。③由電池放電、充電的方程式可知：在電池放電時，負極電極反應式為MH＋OH－－e－＝H2O＋M；充電完成時，全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)，若繼續(xù)充電，將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極電極反應式為4O2＋4e－＋2H2O=4OH－。

考點：考查溶液的電中性原理、熱化學方程式的書寫、反應的化學方程式、離子方程式的書寫及反應的自發(fā)性的判斷原電池、電解池的工作原理的知識。