Question

某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5um的懸浮顆粒物）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：
（1）對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣．若測得該試樣中除H⁺和OH^-外其它水溶性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)判斷試樣的pH=

 

（2）為減少SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉化為清潔氣體燃料．已知：H2(g)+

1

2

O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/molC(s)+

1

2

O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol
寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式

 

；
②洗滌含SO₂的煙氣，以下物質可作洗滌劑的是

 

a．Ca（OH）₂     b．Na₂CO₃       c．CaCl₂       d．NaHSO₃
（3）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉化為：
①已知氣缸中生成NO的反應為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．若1mol空氣含有0.8molN₂和0.2molO₂，1300℃時在密閉容器內反應達到平衡．測得NO為8×10^-4mol．計算該溫度下的平衡常數(shù)K=

 

．汽車啟動后，氣缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，原因是

 

．
②目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉化器可減少CO和NO的污染，其化學反應方程式為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）先根據(jù)溶液中電荷守恒計算氫離子的濃度，然后求出pH；
（2）①寫出熱化學方程式C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H，利用蓋斯定律計算反應熱；
②二氧化硫是酸性氧化物，能與和堿或強堿弱酸鹽溶液反應；
（3）①計算出平衡時各種物質的物質的量，結合平衡常數(shù)的表達式計算；依據(jù)化學反應速率和平衡移動原理分析判斷；
②根據(jù)生成物為氮氣和二氧化碳書寫．

解答： 解：（1）溶液中電荷守恒：C（K⁺）+C（NH₄⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-）+C（NO₃^-）+C（Cl^-），得C（H⁺）=1×10^-4mol?L^-1，pH值為4，故答案為：4；
（2）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)酸性氧化物的性質選a．Ca（OH）₂ b．Na₂CO₃，故答案為：a、b；
（3）①已知氣缸中生成NO的反應為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．若氣缸中進入1mol空氣（1mol空氣含有0.8mol N₂和0.2mol O₂），1300℃時在密閉容器內反應達到平衡．測得NO為8×10^-4mol，反應前后氣體物質的量相同，計算平衡常數(shù)時可以用物質的量代替平衡濃度計算，先計算物質的平衡量，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，書寫計算得K=

c2(NO)

c(N2)c(O2)

=

(8×10-4) 2

(0.8-4×10-4)×(0.2-4×10-4)

=4×10^-6，
氣缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，原因是溫度升高，反應速率加快，平衡右移；
故答案為：4×10^-6；溫度升高，反應速率加快，平衡右移；
②汽車尾氣系統(tǒng)中裝置反應的化學方程式為2CO+2NO 

催化劑  .

 2CO₂+N₂，故答案為：2CO+2NO 

催化劑  .

 2CO₂+N₂．

點評：本題綜合考查化學反應原理的基礎知識，涉及PH值的計算、蓋斯定律的應用、化學平衡常數(shù)的計算等，題目難度中等，注意相關知識的積累．