Question

【题目】雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。请回答下列问题：

(1)将一定量的某PM2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH－)。常温下测得该试样的组成及其浓度如下表：根据表中数据判断该试样的pH=___________。

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

(2)汽车尾气中NOx和CO的生成：

已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0。恒温，恒容密闭容器中，下列说法中，能说明该反应达到化学平衡状态的是____。

A．混合气体的密度不再变化 B．混合气体的压强不再变化

C．N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2 D．氧气的转化率不再变化

(3)为减少SO2的排放，可洗涤含SO2的烟气。下列可作为洗涤含SO2烟气的洗涤剂是 ___________。

A．NaHCO3饱和溶液 B．FeCl2饱和溶液 C．酸性CaCl2饱和溶液

(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为___________________________________，在n(NO)/n(CO)=1的条件下，为更好的除去NOx物质，应控制的最佳温度在_____K左右。

(5)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃ 和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表：

物质 温度℃	活性炭	NO	E	F
初始	3.000	0.100	0	0
T1	2.960	0.020	0.040	0.040
T2	2.975	0.050	0.025	0.025

①写出NO与活性炭反应的化学方程式____________________ (E,F均用化学式表示)。

②若T1<T2，则该反应的ΔH___________0。(填“>”“<”或“=”)

③计算上述反应T1℃时的平衡常数K=__________________。

Answer 1

【答案】4 D A NO的分解为放热反应，升高温度不利于反应正向进行 870（850-900之间） C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g) < 4

【解析】

（1）根据溶液呈电中性，有c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NH4＋)＋c(H＋)=2c(SO42－)＋c(NO3－)＋c(Cl－)，代入数值得出：c(H＋)=10－4mol·L－1，即pH=4；

（2）A、组分都是气体，则气体质量不变，容器为恒容状态，因此密度不变，不能作为该反应达到平衡的标志，故A不符合题意；

B、反应前后气体系数之和相等，压强之比等于物质的量之比，因此压强不变，不能作为该反应达到平衡的标志，故B不符合题意；

C、因为没有起始物质的量，因此无法判断是否达到平衡，故C不符合题意；

D、氧气的转化率不变，说明反应达到平衡，故D符合题意，答案选D；

（3）A、亚硫酸的酸性强于碳酸，NaHCO3溶液能吸收SO2，故A正确；

B、FeCl2与SO2不发生反应，因此不能除去SO2，故B不符合题意；

C、酸性CaCl2饱和溶液不与SO2反应，因此不能除去SO2，故C不符合题意，答案为A；

（4）N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＞0，因此NO的分解为放热反应，升高温度，不利于反应正向进行；根据图象，870K时，NO的转化率几乎最大；

（5）①因为是处理污染，因此NO和活性炭反应，N元素转化成N2，C转化成CO2，即反应方程式为C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)；

②根据图中数据，升高温度时，NO的物质的量增多，CO2和N2的物质的量减小，反应向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向为放热反应，即△H<0；

③C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)

起始： 0.1 0 0

变化： 0.08 0.04 0.04

平衡： 0.02 0.04 0.04 根据化学平衡常数的定义，K=，代入数值，K=4。