Question

【题目】某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5 、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：

(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K＋	Na＋	NH	SO	NO	Cl－
浓度(mol·L－1)	4×10－6	6×10－6	2×10－5	4×10－5	3×10－5	2×10－5

根据表中数据判断PM2.5试样的pH＝_____________。

(2)为减少SO2的排放，常采取的措施有：

①将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H2(g)＋O2(g) = H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1

C(s)＋O2(g) = CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：______________________________________。

②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________。（填字母）

a．Ca(OH)2　 　b．Na2CO3　　 c．CaCl2　 　d．NaHSO3

(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化

①已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH>0。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是___________________。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g) = 2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据：____________________。

Answer 1

【答案】 4 C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1 a、b 温度升高，反应速率加快，平衡右移 该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不自发进行

【解析】(1)根据溶液中电荷守恒有c(H+)=2×4×10－5+3×10－5+2×10－5-2×10－5-6×10－6-4×10－6=10-4，因此pH=4，故答案为：4；

(2)①已知：i.H2(g)+ O2(g)═H2O(g) △H=-241.81kJmol-1，ii.C(s)+ O2(g)═CO(g) △H=-110.51kJmol-1，利用盖斯定律，将ii-i可得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=(-110.5kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+13l.3 kJ/mol，所以焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+13l.30kJmol-1，故答案为：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+13l.3kJmol-1；

②二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性能够与碱反应：SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O；二氧化硫水溶液是亚硫酸所以也能够与碳酸钠反应：SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑；可以用氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液做洗涤剂；二氧化硫与氯化钙溶液不反应，且在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化钙和亚硫酸氢钠溶液做洗涤液，故答案为：ab；

(3)①汽缸中发生的化学反应：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H＞0，这是个吸热反应，温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，单位时间内产生的NO增多，故答案为：温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动；

②2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一个熵值减小的反应即：△S＜0，同时又是一个△H＞O，所以△H-T△S一定大于0，所以任何条件下不能自发进行，故答案为：该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不自发进行；