Question

某市對大氣進行監測,發現該市首要污染物為可吸入顆粒物PM_2.5(直徑小于等于2.5μm的懸浮顆粒物),其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此,對PM_2.5、SO₂、NO_x等進行研究具有重要意義。
請回答下列問題:
(1)將PM_2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。
若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表:

離子	K+	Na+	N	S	N	Cl-
濃度/mol·L-1	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根據表中數據判斷PM_2.5的酸堿性為　　　　　　,試樣的pH=　　　　　　　　。
(2)為減少SO₂的排放,常采取的措施有:
①將煤轉化為清潔氣體燃料。
已知:H₂(g)+O₂(g) H₂O(g)        ΔH="-241.8" kJ·mol^-1        ①
C(s)+O₂(g) CO(g)　            ΔH="-110.5" kJ·mol^-1        ②
寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式:　                        。
②洗滌含SO₂的煙氣。以下物質可作洗滌劑的是　　　　　　　　　　　。
a.Ca(OH)₂　　   b.Na₂CO₃　   　c.CaCl₂　  　d.NaHSO₃
(3)汽車尾氣中NO_x和CO的生成及轉化
①已知汽缸中生成NO的反應為:
N₂(g)+O₂(g)2NO(g)　ΔH>0
若1 mol空氣含0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,1 300℃時在密閉容器內反應達到平衡,測得NO為8×10^-4mol。計算該溫度下的平衡常數K=　　　　　　　　　 。
汽車啟動后,汽缸溫度越高,單位時間內NO排放量越大,原因是　　　　　　　　　　　　　　                           　　。
②汽車燃油不完全燃燒時產生CO,有人設想按下列反應除去CO:
2CO(g) 2C(s)+O₂(g)
已知該反應的ΔH>0,簡述該設想能否實現的依據:                              
                                                                                                                             。
③目前,在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器可減少CO和NO的污染,其化學反應方程式為　                                                。

Answer 1

（1）酸性    4
（2）①C(s)+ H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH=+131.3kJ/mol
②a、b
(3) ①4×10^-6   溫度升高，反應速率加快，平衡右移
②該反應是焓增、熵減的反應，任何溫度下均不自發進行
③2CO+2NO2CO₂+N₂

試題分析：（1）根據電荷守恒規律得c（Cl^-）+ c（NO₃^-）+2 c（SO₄^2-）= c（K⁺）+ c（Na⁺）+c（NH₄⁺）+ c（H⁺），計算可得c（H⁺）=1×10^-4mol/L,pH="4," PM_2.5的酸堿性為酸性；
（2）①根據蓋斯定律可得焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式=②-①，所以答案是C(s)+ H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH=+131.3kJ/mol；
②二氧化硫可與氫氧化鈣、碳酸鈉溶液反應，但不與氯化鈣、亞硫酸氫鈉溶液反應，所以作洗滌劑的是氫氧化鈣、碳酸鈉，答案選ab；
（3）①N₂(g)+O₂(g)2NO(g)ΔH>0，開始時0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,達到平衡, NO為8×10^-4mol。根據化學方程式可計算出平衡時氮氣、氧氣的物質的量分別為0.7996mol、0.1996mol，NO的系數是2，所以化學平衡常數K=c（NO）²/c(N₂)c(O₂)=n（NO）²/n(N₂)n(O₂)= (8×10^-4mol)²/0.7996mol×0.1996mol=4×10^-6；該反應是吸熱反應，溫度越高，反應速率越快，對正反應有利，NO的排放量越大；
②從方程式上判斷，該反應是焓增、熵減的反應，任何溫度下均不自發進行；
③汽車尾氣系統中裝置催化轉化器，目的是把有毒氣體轉化為無毒氣體二氧化碳、氮氣，所以化學方程式為2CO+2NO2CO₂+N₂