Question

中国环境监测总站数据显示，颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，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

 

根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH ＝　　。

（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

① N2(g)＋O2(g)2NO(g） △H＝　 　。

② 当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式　 　。

③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生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，该设想能否实现？　 　。你的依据是　 　。

（3）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应　 　。

②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是　 　。

③用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH）表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：Ni(OH)2＋MNiO(OH)＋MH，电池放电时，负极电极反应式为　 　； 充电完成时，全部转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极电极反应式为　 　。

 

Answer 1

（1）4

（2）+183 kJ·mol－1 2NO＋2CO2CO2＋N2 不能 该反应是焓增、熵减的反应

（3）SO2＋I2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+ HI分解为可逆反应，及时分离出产物H2，有利于反应正向进行 MH＋OH－－e－＝H2O＋M 4O2＋4e－＋2H2O＝4OH－

【解析】

试题分析：（1）给出的阳离子电荷总数为3×10－5 mol?L－1，阴离子电荷总数为13×10－5 mol?L－1，故溶液为酸性含有c(H+)=13×10－5－3×10－5=10－4, pH为4；（2）①△H＝2×(-630)+945+498=183 kJ·mol－1 ；③该反应的△S＜0，所以反应不能自发进行；（3）该反应为可逆反应，分离出产物可逆平衡正向移动，提高反应物的转化率；③放电是逆向反应，MH失去电子生成M，氧气在阴极得到电子，从而消耗掉氧气。

考点：考查化学原理综合有关问题。