Question

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2.5um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．若测得该试样中除H⁺和OH^-外其它水溶性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)=H2O(g)△H=-241.8kJ/molC(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

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

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）①写出热化学方程式C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H，利用盖斯定律计算反应热；
②二氧化硫是酸性氧化物，能与和碱或强碱弱酸盐溶液反应；
（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；依据化学反应速率和平衡移动原理分析判断；
②根据生成物为氮气和二氧化碳书写．

解答： 解：（1）溶液中电荷守恒：C（K⁺）+C（NH₄⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-）+C（NO₃^-）+C（Cl^-），得C（H⁺）=1×10^-4mol?L^-1，pH值为4，故答案为：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)

=

(8×10-4) 2

(0.8-4×10-4)×(0.2-4×10-4)

=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；
故答案为：4×10^-6；温度升高，反应速率加快，平衡右移；
②汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为2CO+2NO 

催化剂  .

 2CO₂+N₂，故答案为：2CO+2NO 

催化剂  .

 2CO₂+N₂．

点评：本题综合考查化学反应原理的基础知识，涉及PH值的计算、盖斯定律的应用、化学平衡常数的计算等，题目难度中等，注意相关知识的积累．