题目内容

大气污染物NOx、SO2和可吸入颗粒物(PM2.5)等会危害人体健康,影响动植物生长,因此应加强对其监测和治理.
请回答:
(1)NOx可导致的环境问题有
 
(填字母).
a.酸雨              b.臭氧层受损
(2)为减少SO2的排放,可用于吸收SO2的物质是
 
(填字母).
a.CaCl2溶液      b.Ca(OH)2溶液
(3)为降低NOx的排放,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可将NOx还原成N2排出.写出NO被CO还原的化学方程式:
 

(4)某研究小组对PM2.5进行监测时,取其样本用蒸馏水处理制成待测试样,测得有关数据如下:
离子 H+ Na+ HN4+ NO3- SO42-
浓度(mol/L) 1×10-5 2×10-5 3×10-5 4×10-5
试样中c(H+)=
 
mol/L.
分析:(1)NOx可形成酸雨,也可使臭氧层受损;
(2)依据二氧化硫是一种酸性氧化物可以和碱反应;
(3)CO和NOx在催化剂的作用下发生氧化还原反应生成无毒的二氧化碳和氮气;
(4)依据电荷守恒,求出氢离子的浓度.
解答:解:(1)NOx可转化为硝酸,形成酸雨,臭氧分解的催化剂,使臭氧层受损,故答案为:ab;
(2)二氧化硫是酸性氧化物,所以能够与碱反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,所以可以用氢氧化钙溶液吸收;
 二氧化硫与氯化钙溶液不反应,所以不能用氯化钙溶液吸收,故答案为:b;
(3)CO和NOx在催化剂发生反应:2XCO+2N0X
 催化剂 
.
 
2XCO2+N2,故答案为:2XCO+2N0X
 催化剂 
.
 
2XCO2+N2
(4)根据电荷守恒得:[H+]+[K+]+[Na+]+[NH4+]=2[SO42-]+[NO3-]+[Cl-],将表中数据带入得:[H+]=8×10-5,故答案为:8×10-5
点评:本题考查了[H+]的计算、环境的污染和治理等,题目又比较新颖,是高考的热门话题,解题时应该结合相应的知识,认真解答.
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
二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重,研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题,目前有很多种方法消除大气污染.

(1)可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx,反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ?mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=
-867 kJ/mol
-867 kJ/mol

(2)汽车尾气中的主要污染物有CO、NOx、碳氢化合物等,降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g);△H<0.
生成无毒物质,减少汽车尾气污染.若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,15分钟后达到平衡,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示,则
①前15s内的平均反应速率v (N2)=
0.013 mol/(L?s)
0.013 mol/(L?s)
(小数点保留3位);
②该反应平衡常数K=
0.035
0.035
(小数点保留3位);
③若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将
不移动
不移动
移动(填“向左”、“向右”或“不”);20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图1所示的变化,则改变的条件可能是
b
b
(填序号);
a  加入催化剂   b  降低温度   c  缩小容器体积   d  增加CO2的量
④该可逆反应△S
0(填“>”、“<”或“=”),在
低温
低温
(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行.
(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图2所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动.下列说法错误的是
B
B

A.负极的电极反应式为:CO+O2--2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
(4)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42- 而实现对SO2的处理目的.其中Fe3+的最外层电子排布式为
3s23p63d5
3s23p63d5
;SO2的VSEPR模型名称为
平面三角形
平面三角形
;与SO2互为等电子体的离子有
NO2-
NO2-

(5)N2O5是重要的硝化剂和氧化剂,可用电解法制备N2O5,如图3所示,N2O5在电解池的
阳极
阳极
(填“阳极”或“阴极”)区生成,其电极反应式为
N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+
N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+
(2011?茂名二模)汽车排气中的CO、NOX已经成为大气的主要污染物,使用稀土等催化剂能将CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染.
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
试写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式
NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol
NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol

(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生以下反应:
18NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分别在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如右图所示:
①从图中可以得出的结论是
结论一:从测定NOX转化数据中判断,相同温度下
NO转化效率比NO2的低
NO转化效率比NO2的低

结论二:
在250°C-450°C时,NOx转化率随温度升高而增大,450°C-600°C时NOx转化率随温度升高而减小
在250°C-450°C时,NOx转化率随温度升高而增大,450°C-600°C时NOx转化率随温度升高而减小

②在上述NO2和C3H6反应中,提高NO2转化率的措施有
BC
BC
.(填编号)
A.加入催化剂 B.降低温度     C.分离出H2O(g) D.增大压强
(3)CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白(Hb?CO),在37℃时:CO+Hb?O2 O2+Hb?CO   K=220
实验表明,Hb?CO的浓度即使只有Hb?O2浓度的2%,也可造成人的智力损伤.抽烟后,测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10-6mol?L-1和10-2mol?L-1.请问,抽烟会造成人的智力损伤吗?(写出计算过程)
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:
 

对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题:

(1)为减少SO2的排放,常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。

已知:H2(g)+O2(g)=H2 O(g)   △H=-241.8kJ·mol1

C(s)+O2(g)=CO(g)    △H=-110.5kJ·mol1

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

(2)已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H0,若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2,1300oC时在1.0 L密闭容器内经过5s反应达到平衡,测得NO为8.0×104 mol。

①5s内该反应的平均速率ν(NO) =            (保留2位有效数字);在1300oC 时,该反应的平

衡常数表达式K=               

②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                        

(3)汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时,增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) 中,NO的浓度

c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①该反应的△H        0 (填“>”或“<”)。

②若催化剂的表面积S1>S2,在右图中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线(并作相应标注)。

 

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