Question

4．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微米的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等．因此，对PM2.5、SO₂、NO_x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+	NH4+	SO42-	NO3-	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的酸碱性为酸性，试样的pH=4．
（2）为减少SO₂的排放，可洗涤含SO₂的烟气，下列物质可作洗涤剂的是ab（填字母）．
a．Ca（OH）₂　　　b．Na₂CO₃　　　c．CaCl₂　　　d．NaHSO₃
（3）①已知汽缸中生成NO的反应为N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，NO的含量增大．
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△H＞0，简述该设想能否实现的依据：△H＞0△S＜0，则在任何温度下△G＞0，不可能自发进行．

Answer 1

分析 （1）先根据溶液中电荷守恒计算氢离子的浓度，然后求出pH；
（2）二氧化硫使酸性氧化物和碱或碱性盐溶液反应；
（3）①计算出平衡时各种物质的物质的量，结合平衡常数的表达式计算；
②依据化学反应速率和平衡移动原理分析判断；
③根据G=△H-T•△S判断反应能否自发进行．

解答 解：（1）观察表格中发现NH₄⁺水解显酸性，PM2.5的酸碱性为酸性；试样的pH值根据溶液中电荷守恒：c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（NO₃^-）+c（Cl^-）计算H⁺离子浓度为10^-4，该样本的pH=4，
故答案为：酸性；4；
（2）洗涤含SO₂的烟气，根据酸性氧化物的性质可选a．Ca（OH）₂ b．Na₂CO₃，而氯化钙和亚硫酸氢钠不与二氧化硫反应，
故答案为：ab；
（3）①气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是温度升高，反应速率加快，平衡右移；
故答案为：吸热反应，温度升高，平衡正向移动，NO的含量增大；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g），该反应是焓增、熵减的反应．根据G=△H-T•△S，G＞0，不能实现，
故答案为：△H＞0△S＜0，则在任何温度下△G＞0，不可能自发进行．

点评 本题综合考查化学反应原理的基础知识，涉及离子的水解、pH值的计算、化学平衡常数的计算、自由能的应用等，题目难度中等，注意相关知识的积累．