Question

【題目】某市對大氣進行監測，發現該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5μm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	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根據表中數據判斷PM2.5的酸堿性為 ，試樣的pH值 。

（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)+1/2O2(g)=H2O(g) H= -241.8KJ/mol

C(s)+1/2O2(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汽車燃油不完全燃燒時產生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，簡述該設想能否實現的依據 。

③目前，在汽車尾氣系統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

【答案】

（1）酸性；4；

（2）①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3KJ/mol；②a、b；

（3）①4×10-6；溫度越高，反應速率加快，平衡右移；②該反應是焓增，熵減的反應，任何溫度下均不自發進行；③2CO+2NO2CO2+N2

【解析】

（1）考查溶液中的電荷守恒具體計算，c(K+)+ c(H+)+ c(Na+)+c(NH4+)= c(OH—)+ 2 c(SO42—)+2 c(NO3—)+ cCl—),而c(OH—)·c(H+)=10-14,代入具體數據計算可得：c(OH—)=10-10mol/L，c(H+)=10-4 mol/L；

（2）①由蓋斯定律，兩式相加可得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3KJ/mol；②吸收SO2可用ab；

（3）①由題目未告訴容器體積，不妨令為1L注意近似處理，平衡時： c(N2)=0.8mol/L, c(O2) =0.2mol/L, ，c(NO)=8×10-8mol/L,將數據代入K=c2(NO)÷[c(N2)·c(O2)]= 4×10-6；因為該反應為吸熱反應，溫度越高，反應速率加快，平衡右移；②該反應是焓增，熵減的反應，由ΔG＝ΔH－TΔS，任何溫度下均不自發進行；③產物為N2和CO2才無污染：2CO+2NO2CO2+N2

【規律提升】（1）溶液中的守恒規律要能夠靈活運用，pH計算式不要忽略水的離子積，并看清溫度限制；（2）蓋斯定律的運功要學會加減法的運用，符號不要弄反；（3）平衡常數有關計算時，近似處理（兩個數相加減相差100倍以上，可以忽略小的數）、假設處理（例如假設體積）、三階段式等比較重要；（4）利用ΔG＝ΔH－TΔS判斷反應進行方向一定不要把符號弄反。