题目内容
【题目】某市对大气进行监测,发现该市首要污染物可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等.因此PM2.5、SO2、NO2等你进行研究具有重要意义.请回答下列问题:
(1)对PM2.5样本用适量蒸馏水处理制成待测试样.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/molL﹣1 | 4×10﹣6 | 6×10﹣4 | 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 , 试样的PH值= .
(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)△H=﹣241.8kJ/mol﹣1
C(s)+ O2(g)=CO(g)△H=﹣110.5kJ/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.以下物质可作为洗涤剂的是 .
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已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0.
若1mol空气含0.8mol N2和0.2mol O2 , 1300℃时在密闭容器内反应达到平衡.测得NO的物质的量为8×10﹣4mol,计算该温度下的平衡常数K= . 汽车启动后,气缸温度越高,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△H>0,简述该设想能否实现的依据:;
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为 .
【答案】
(1)酸性;4
(2)C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol;ab
(3)4×10﹣6;温度升高,反应速率加快,平衡右移;因为该反应的△H>0,△S<0,所以任何温度下均不自发进行;2CO+2N0 2CO2+N2
【解析】解:(1.)根据电荷守恒得:[H+]+[K+]+[Na+]+[NH4+]=2[SO42﹣]+[NO3﹣]+[Cl﹣],将表中数据带入得:[H+]=10﹣4 , pH=﹣lg[H+]=4,溶液呈酸性,所以答案是:酸性;4;
(2.)①H2(g)+ O2(g)=H20 (g)△H=﹣241.8kJmol﹣1 ①
C(s)+ O2(g)=CO (g)△H=﹣110.5kJmol﹣1②
利用盖斯定律将方程式变形:②﹣①得 C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol,所以答案是:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol;②二氧化硫是酸性氧化物所以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↑所以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,所以答案是:ab;
(3.)①设反应容器的体积是aL
根据题意得:
N2(g) | + | O2(g) | 2NO(g) | ||
初始浓度 | 0 | ||||
转化浓度 | |||||
平衡浓度 |
将各种物质的浓度带入表达式 得K= ≈4×10﹣6 ,
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;所以答案是:4×10﹣6;温度升高,反应速率加快,平衡右移;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,所以答案是:因为该反应的△H>0,△S<0,所以任何温度下均不自发进行;③CO和NOx在催化剂发生反应:2CO+2N0 2CO2+N2 , 所以答案是:2CO+2N0
2CO2+N2 .
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识,掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.
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