Question

大氣中可吸入顆粒物PM_2.5主要來源為燃煤、機(jī)動車尾氣等．
（1）若取某PM_2.5樣本，用蒸餾水處理，測得溶液中含有的離子有：K⁺、Na⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-，則該溶液為

 

（填“酸性”或“堿性”）溶液，其原因用離子方程式解釋是：

 

．
（2）“洗滌”燃煤煙氣可減輕PM_2.5中SO₂的危害，下列可適用于吸收SO₂的試劑有

 

a．CaCl₂溶液     b．氨水     c．Ca（OH）₂懸濁液     d．濃H₂SO₄
（3）煤煙氣中的氮氧化物可用CH₄催化還原成無害物質(zhì)．若常溫下，1mol NO₂與CH₄反應(yīng)，放出477.5kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．
（4）安裝汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器也可減輕PM2.5的危害，其反應(yīng)是：
2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）；△H＜0．
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

；溫度升高K值

 

（填“增大”或“減小”）
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t₁時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
 
（5）使用鋰離子電池為動力汽車，可減少有害氣體的排放．錳酸鋰離子蓄電池的反應(yīng)式為：
Li_1-xMnO₄+Li_xC 

充電

放電

  LiMnO₄+C

下列有關(guān)說法正確的是

 

a．充電時電池內(nèi)部Li⁺向正極移動
b．放電過程中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
c．放電時電池的正極反應(yīng)式為：Li_1-xMnO₄+xe^-+xLi⁺=LiMnO₄
d．充電時電池的正極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連．

Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,離子方程式的書寫,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）NH₄⁺水解顯酸性，PM2.5的酸堿性為酸性；
（2）計算出平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量，結(jié)合平衡常數(shù)的表達(dá)式計算；
（3）依據(jù)平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，代入平衡濃度即可計算出平衡常數(shù)；因為正反應(yīng)放熱，故溫度升高平衡左移，K值減小；
（4）A、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化；
B、到達(dá)平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，結(jié)合反應(yīng)熱判斷隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)溫度變化，判斷溫度對化學(xué)平衡常數(shù)的影響；
C、t₁時刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，最后不再變化；
D、到達(dá)平衡后各組分的含量不發(fā)生變化；
（5）A．充電時，電池內(nèi)部陽離子向陰極移動；
B．放電過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；
C．放電時正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
D．充電時電池上標(biāo)注有“+”的電極應(yīng)于外接電源的正極相連．

解答： 解：（1）觀察表格中發(fā)現(xiàn)NH₄⁺水解顯酸性，離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，故答案為：酸性；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（2）洗滌含SO₂的煙氣，根據(jù)酸性氧化物的性質(zhì)選 b．氨水  c．Ca（OH）₂懸濁液，故答案為：bc；
（3）根據(jù)NO₂與CH₄反應(yīng)成無害物質(zhì)，可知無害物質(zhì)氮氣、二氧化碳、水，又知1mol NO₂與CH₄反應(yīng)，放出477.5kJ熱量，根據(jù)物質(zhì)的變化與能量的變化成正比，可得該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2NO₂（g）+CH₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-955kJ/mol，
故答案為：2NO₂（g）+CH₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-955kJ/mol；
（4）2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0．
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c2(CO2)c(N2)

c2(NO)c2(CO)

；因為正反應(yīng)放熱，故溫度升高平衡左移，K值減小，故答案為：

c2(CO2)c(N2)

c2(NO)c2(CO)

；減小；
②a、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化，t₁時刻V_正最大，之后隨反應(yīng)進(jìn)行速率發(fā)生變化，未到達(dá)平衡，故a錯誤；
b、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，達(dá)最高，平衡常數(shù)不變，為最小，圖象與實際符合，故b正確；
c、t₁時刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t₁時刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d、NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為定值，t₁時刻處于平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：bd；
（5）a．充電時電池內(nèi)部Li⁺向陽極移動，陰離子向陰極移動，故a錯誤；
b．放電過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故b錯誤；
c．放電時正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Li1-xMnO₄+xLi⁺+xe^-=LiMnO₄，故c正確；
d．充電時電池上標(biāo)注有“+”的電極應(yīng)于外接電源的正極相連，形成閉合回路，故d錯誤；
故答案為：c．

點評：該題綜合考查化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)知識，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、自由能的應(yīng)用等，題目難度中等，注意相關(guān)知識的積累．