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2.5μm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 。

Answer 1

【答案】

（1）酸性；4；

（2）①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3KJ/mol；②a、b；

（3）①4×10-6；温度越高，反应速率加快，平衡右移；②该反应是焓增，熵减的反应，任何温度下均不自发进行；③2CO+2NO2CO2+N2

【解析】

（1）考查溶液中的电荷守恒具体计算，c(K+)+ c(H+)+ c(Na+)+c(NH4+)= c(OH—)+ 2 c(SO42—)+2 c(NO3—)+ cCl—),而c(OH—)·c(H+)=10-14,代入具体数据计算可得：c(OH—)=10-10mol/L，c(H+)=10-4 mol/L；

（2）①由盖斯定律，两式相加可得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3KJ/mol；②吸收SO2可用ab；

（3）①由题目未告诉容器体积，不妨令为1L注意近似处理，平衡时： c(N2)=0.8mol/L, c(O2) =0.2mol/L, ，c(NO)=8×10-8mol/L,将数据代入K=c2(NO)÷[c(N2)·c(O2)]= 4×10-6；因为该反应为吸热反应，温度越高，反应速率加快，平衡右移；②该反应是焓增，熵减的反应，由ΔG＝ΔH－TΔS，任何温度下均不自发进行；③产物为N2和CO2才无污染：2CO+2NO2CO2+N2

【规律提升】（1）溶液中的守恒规律要能够灵活运用，pH计算式不要忽略水的离子积，并看清温度限制；（2）盖斯定律的运功要学会加减法的运用，符号不要弄反；（3）平衡常数有关计算时，近似处理（两个数相加减相差100倍以上，可以忽略小的数）、假设处理（例如假设体积）、三阶段式等比较重要；（4）利用ΔG＝ΔH－TΔS判断反应进行方向一定不要把符号弄反。