题目内容

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2.5μm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)对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(H+与OH-未列出):
离子 K+ Na+ NH4+ SO42- NO3- Cl-
浓度(mol/L) 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
 
,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)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol   C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol,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
 

a.Ca(OH)2    b.Na2CO3     c.CaCl2    d.NaHSO3
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为:
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0.若气缸中进入1mol空气(1mol空气含有0.8mol N2和0.2mol O2),1300℃时在密闭容器内反应达到平衡.测得NO为8×10-4mol,计算该温度下的平衡常数的数值,并写出计算过程;
②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
 

③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
 
分析:(1)观察表格中发现NH4+水解显酸性,PM2.5的酸碱性为酸性;
(2)①利用盖斯定律计算反应热;
②二氧化硫使酸性氧化物和碱或减小盐溶液反应;
(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计算H+离子浓度为10-4,PH值为4,故答案为:酸性;4;
(2)①已知:①H2 (g)+
1
2
O2 (g)=H2O(g);△H=-241.81kJ?mol-1
②C (s)+
1
2
O2 (g)=CO (g);△H=-110.51kJ?mol-1
利用盖斯定律,将②-①可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=(-110.51kJ?mol-1)-(-241.81kJ?mol-1)=++13l.3 kJ?mol-1
故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+13l.3 kJ?mol-1
 ②洗涤含SO2的烟气,根据酸性氧化物的性质选a.Ca(OH)2 b.Na2CO3,故答案为:a、b;
(3)①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0.若气缸中进入1mol空气(1mol空气含有0.8mol N2和0.2mol O2),1300℃时在密闭容器内反应达到平衡.测得NO为8×10-4mol,反应前后气体物质的量相同,计算平衡常数时可以用物质的量代替平衡浓度计算,先计算物质的平衡量,N2为0.8mol-4×10-4 mol,O2为0.2mol-4×10-4 mol,带入平衡常数表达式即可,书写计算得K=
c2(NO)
c(N2)c(O2)
=
(8×10-4mol)2
(0.8-4×10-4)mol×(0.2-4×10-4)mol
=4×10-6,故答案为:4×10-6
②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:温度升高,反应速率加快,平衡右移;
③2CO(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:该反应是焓增、熵减的反应.根据△G=△H-T△S,△G>0,不能实现;
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、盖斯定律的应用、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.
练习册系列答案
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(2013?天津)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+ 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
酸性
,试样的pH=
4
4

(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)+
1
2
O2 (g)=H2O;△H=-241.81kJ?mol-1
C (s)+
1
2
O2 (g)=CO (g);△H=-110.51kJ?mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+13l.3 kJ?mol-1
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+13l.3 kJ?mol-1

②洗涤含SO2的烟气.以下物质可作洗涤剂的是
a、b
a、b

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);△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为:8×10-4 mol.计算该温度下的平衡常数:K=
4×10-6
4×10-6

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
温度升高,反应速率加快,平衡右移
温度升高,反应速率加快,平衡右移

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:
该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行
该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行

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
2CO+2NO
 催化剂 
.
 
2CO2+N2
2CO+2NO
 催化剂 
.
 
2CO2+N2
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2.5μm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.若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表:
离子 H+ K+ Na+ NH4+ SO42- NO3- Cl-
浓度/mol?L-1 未测定 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)+
1
2
O2(g)=H20 (g)△H=-241.8kJ?mol-1
C(s)+
1
2
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.以下物质可作洗涤剂的是
 

a.Ca(OH)2   b.Na2CO3  c.CaCl2 d.NaHSO3
(3)汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
①若1mol空气含0.8mol N2和0.2mol O2,汽缸中的化学反应式为N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol.计算该温度下的平衡常数K=
 
.汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,其原因是
 

②目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染,其化学反应方程式为
 

③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,判断该设想能否实现并简述其依据:
 

根据所学知识,完成下列问题:
(1)化学反应可视为旧键断裂和新键生成的过程。键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和其燃烧产物P4O6的分子结构如图所示,现提供以下键能(kJ· mol-1): P-P:198,  P-O:360, O-O:498,白磷(P4)燃烧的热化学方程式为                       

(2)化学能与电能之间可以相互转化,以Fe、Cu、C(石墨)、CuSO4溶液、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液 、AgNO3溶液为原料,通过原电池反应实现2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+,请你把下图补充完整,使之形成闭合回路,并用元素符号标明电极。甲池中电解液是        溶液;乙池中电解液是         溶液。(要求:甲、乙两池中电解质元素种类始终保持不变)

(3)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2.5μm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对PM2.5空气样本用蒸馏水处理,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
根据表中数据判断该试样的酸碱性为        ,试样的pH值=        
②已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)  2NO(g) H>0
若1 mol空气含有0.8 molN2和0.2 molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8 × 10-4 mol.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                                          

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2.5μm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)对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

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            ,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)+1/2O2(g)=H2O(g) H= -241.8KJ/mol  

C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H= -110.5KJ/mol

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                        

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

(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为:

①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)  2NO(g) H>0

若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO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      

 

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