题目内容

9.大气污染问题日益引起全民关注.

(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm(1μm=103nm)的颗粒物.下列说法不正确的是bc(填字母序号).
a.PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程
b.PM2.5颗粒小,所以对人体无害
c.直径介于1~2.5μm的颗粒物分散到空气中可形成胶体
d.推广使用电动汽车,可以减少PM2.5的污染
(2)北京科研工作者用五年时间研究出利用石灰乳除工业燃煤尾气中的硫(SO2、SO3)和氮(NO、NO2)的新工艺,既能净化尾气,又能获得应用广泛的CaSO4和Ca(NO22.(如图1)
①硫酸型酸雨的形成过程是大气中的SO2溶于雨水生成某种弱酸,在空气中经催化氧化生成硫酸,该过程中反应的化学方程式为SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H2SO4
②CaSO4可以调节水泥的硬化时间.尾气中2molSO2被石灰乳逐渐吸收最终生成了1mol CaSO4,该过程中转移的电子数目为2NA
③Ca(NO22可制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等.尾气中NO、NO2与石灰乳反应生成Ca(NO22的化学方程式NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO22+H2O.
(3)人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注.工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图2:
①在阳极区发生的反应包括4OH--4e-═2H2O+O2↑和H++HCO3-=H2O+CO2↑.
②简述CO32-在阴极区再生的原理阴极H+放电OH-浓度增大,OH-与HCO3-反应生成CO32-,CO32-再生.
③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇.
已知:25℃,101KPa下:
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2 (g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol
写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol.

分析 (1)a.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物.它的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物;
b.PM2.5表面积大,具有吸附性,能吸附大量有毒物质;
c.胶体微粒直径在10-7m~10-9m之间,PM2.5粒子的大小不符合;
d.减少机动车尾气排放,减少了烟尘,能降低空气中PM2.5;
(2)①硫酸型酸雨形成过程是SO2溶于水生成亚硫酸,再被空气中的氧气氧化成硫酸;
②尾气中SO2与氧气和石灰乳反应生成CaSO4和水;
③尾气中NO、NO2与石灰乳反应生成Ca(NO22和水,结合氧化还原反应的特征书写;
(3)①阳极上氢氧根离子放电生成氧气;
②碳酸氢根离子存在电离平衡、氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子;
③根据盖斯定律计算.

解答 解:(1)a.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物.它的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,故a正确;
b.PM2.5表面积大,具有吸附性,能吸附大量有毒物质,故b错误;
c.胶体微粒直径在10-7m~10-9m之间,PM2.5粒子的大小不符合,故c错误;
d.减少机动车尾气排放,减少了烟尘,能降低空气中PM2.5,故d正确;
故选:bc;
(2)①硫酸型酸雨形成过程是SO2溶于水生成亚硫酸,SO2+H2O?H2SO3;再被空气中的氧气氧化成硫酸,2H2SO3+O2═2H2SO4
故答案为:SO2+H2O?H2SO3,2H2SO3+O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H2SO4
②尾气中SO2与氧气和石灰乳反应生成CaSO4和水,反应方程式为:2SO2+O2+2Ca(OH)2═2CaSO4+2H2O,方程式中转移4mol电子,生成1mol CaSO4转移2mol电子,
故答案为:2NA
③尾气中NO、NO2与石灰乳反应生成Ca(NO22和水,反应方程式为:NO+NO2+Ca(OH)2═Ca(NO22+H2O;故答案为:NO+NO2+Ca(OH)2═Ca(NO22+H2O;
(3)①阳极上氢氧根离子放电生成氧气和水,电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-═2H2O+O2↑;
②HCO3-存在电离平衡:HCO3-?H++CO32-,阴极H+放电浓度减小平衡右移,CO32-再生;阴极H+放电OH-浓度增大,OH-与HCO3-反应生成CO32-,CO32-再生,
故答案为:阴极H+放电OH-浓度增大,OH-与HCO3-反应生成CO32-,CO32-再生;
③H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol①
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol②
将方程式3①-②得CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=3×(-242kJ/mol)-(-676kJ/mol)=-50 kJ/mol,
故答案为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol.

点评 本题考查了PM2.5、酸雨的形成、硫氮尾气的应用、热化学方程式的书写、电解原理、盖斯定律的应用等知识,难度不大,抓好基础是关键.

练习册系列答案
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(1)请在图3的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线.
(2)在前4min 内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4min 之后,反应速率逐渐减慢,
请简述其原因:镁和盐酸反应是放热反应,随着反应体系温度升高,反应速率增大;4min后由于溶液中H+浓度降低,所以导致反应速率减小.
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(3)该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因①:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应没有影响;
原因②:Cl-对反应没有影响,而SO42-对反应具有阻碍作用;
原因③:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;
原因④:Cl-、SO42-均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因⑤:Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或SO42-影响更大).
(4)该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论.他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
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若观察到实验a 中反应速率加快,实验b 中反应速率减慢,则说明原因③是正确的.依此类推.该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用.
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