Question

【題目】霧霾天氣嚴重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此改善能源結構、機動車限號等措施能有效減少PM2.5、SO2、NOx等污染。請回答下列問題：

(1)將一定量的某PM2.5樣品用蒸餾水溶解制成待測試樣(忽略OH－)。常溫下測得該試樣的組成及其濃度如下表：根據表中數據判斷該試樣的pH=___________。

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

(2)汽車尾氣中NOx和CO的生成：

已知汽缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0。恒溫，恒容密閉容器中，下列說法中，能說明該反應達到化學平衡狀態的是____。

A．混合氣體的密度不再變化 B．混合氣體的壓強不再變化

C．N2、O2、NO的物質的量之比為1∶1∶2 D．氧氣的轉化率不再變化

(3)為減少SO2的排放，可洗滌含SO2的煙氣。下列可作為洗滌含SO2煙氣的洗滌劑是 ___________。

A．NaHCO3飽和溶液 B．FeCl2飽和溶液 C．酸性CaCl2飽和溶液

(4)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環保領域的重要課題。某研究性小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO，溫度超過775K，發現NO的分解率降低，其可能的原因為___________________________________，在n(NO)/n(CO)=1的條件下，為更好的除去NOx物質，應控制的最佳溫度在_____K左右。

(5)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”。活性炭可處理大氣污染物NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質)，一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1℃ 和T2℃時，測得各物質平衡時物質的量(n/mol)如下表：

物質 溫度℃	活性炭	NO	E	F
初始	3.000	0.100	0	0
T1	2.960	0.020	0.040	0.040
T2	2.975	0.050	0.025	0.025

①寫出NO與活性炭反應的化學方程式____________________ (E,F均用化學式表示)。

②若T1<T2，則該反應的ΔH___________0。(填“>”“<”或“=”)

③計算上述反應T1℃時的平衡常數K=__________________。

Answer 1

【答案】4 D A NO的分解為放熱反應，升高溫度不利于反應正向進行 870（850-900之間） C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g) < 4

【解析】

（1）根據溶液呈電中性，有c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NH4＋)＋c(H＋)=2c(SO42－)＋c(NO3－)＋c(Cl－)，代入數值得出：c(H＋)=10－4mol·L－1，即pH=4；

（2）A、組分都是氣體，則氣體質量不變，容器為恒容狀態，因此密度不變，不能作為該反應達到平衡的標志，故A不符合題意；

B、反應前后氣體系數之和相等，壓強之比等于物質的量之比，因此壓強不變，不能作為該反應達到平衡的標志，故B不符合題意；

C、因為沒有起始物質的量，因此無法判斷是否達到平衡，故C不符合題意；

D、氧氣的轉化率不變，說明反應達到平衡，故D符合題意，答案選D；

（3）A、亞硫酸的酸性強于碳酸，NaHCO3溶液能吸收SO2，故A正確；

B、FeCl2與SO2不發生反應，因此不能除去SO2，故B不符合題意；

C、酸性CaCl2飽和溶液不與SO2反應，因此不能除去SO2，故C不符合題意，答案為A；

（4）N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＞0，因此NO的分解為放熱反應，升高溫度，不利于反應正向進行；根據圖象，870K時，NO的轉化率幾乎最大；

（5）①因為是處理污染，因此NO和活性炭反應，N元素轉化成N2，C轉化成CO2，即反應方程式為C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)；

②根據圖中數據，升高溫度時，NO的物質的量增多，CO2和N2的物質的量減小，反應向逆反應方向進行，根據勒夏特列原理，正反應方向為放熱反應，即△H<0；

③C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)

起始： 0.1 0 0

變化： 0.08 0.04 0.04

平衡： 0.02 0.04 0.04 根據化學平衡常數的定義，K=，代入數值，K=4。