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(14分)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+
NH
SO
NO
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?       
(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+M  NiO(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。
⑴ 4   ⑵① +183kJ/mol;② 2NO+2CO催化剂 2CO2+N2;③ 不能
⑶① SO2+I2+2H2O=SO+2I+4H+ 
②HI分解为可逆反应,及时分离出产物H2,有利于反应正向进行 
③MH+OH-e=H2O+M

试题分析:(1)题目所示的微粒中阳离子所带的正电荷数是:4×10-6×1+6×10-6×1+2×10-5×1=3×10-5mol/L,阴离子所带的负电荷总数是:2×4×10-5+1×3×10-5+1×2×10-5=13×10-5 mol/L>3×10-5mol/L,根据溶液呈电中性原理,溶液中还应该含有大量的H+。所以溶液显酸性。c(H+)=13×10-5 mol/L-3×10-5mol/L=1×10-4 mol/L,所以pH="4." (2)①反应热就是断裂化学键吸收的热量与形成化学键释放的热量的差值。因此 N2(g)+O2(g2NO(g)△H=+945KJ/mol+498KJ/mol-2×630KJ/mol=+183KJ/mol。②NO被CO还原的化学方程式为2NO+2CO催化剂 2CO2+N2;③由于该反应是体系混乱程度减小的吸热反应,体系的自由能大于0,所以设想是不能实现的。① 根据图示可知:用离子方程式表示反应器中发生的反应是:SO2+I2+2H2O=SO+2I+4H+。②2HI(g)H2(g)+I2(g). HI分解反应是可能反应。在反应中使用膜反应器分离出H2,减小生成物的浓度,平衡正向移动,有利于反应正向进行。③根据总反应方程式可知:在电池放电时,负极电极反应式为MH+OH-e=H2O+M。2.5的溶液的酸碱性、热化学方程式与化学键的关系、浓度对平衡移动的影响、离子方程式的书写、镍氢电池的电极反应式的书写的知识。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
①氯化铁溶液加热蒸干最终得不到氯化铁固体 ②铁在潮湿的空气中容易生锈 
③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 
④常温下,将1 mL pH=3的醋酸加水稀释至100 mL,测得其pH<5 
⑤钠与氯化钾共融制备钾:Na(l)+KCl(l)  K(g)+NaCl(l) 
⑥二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,加压后颜色加深
A.②⑥B.①②③C.②⑤⑥D.①③④⑤

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程:
mCeO2 (m-x)CeO2xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应是           ,该反应将太阳能转化为         
(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为               。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2OHCO3-+OH-的平衡常熟Kh=        
(3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。

①电解过程中发生反应的离子方程式是            ,阴极附近溶液PH      (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可选用下列试剂中的        
a.Ba(OH)2    b.Ba(NO3)2    c.BaCl2
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式       
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中负极上发生的电极反应为                

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃下的催化氧化,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是
A.达到平衡时,SO2的浓度与SO3的浓度相等
B.相同状况下,反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)是一个吸热反应
C.为了提高SO2转化率,可适当提高O2浓度
D.升高温度,放热反应的速率增大,吸热反应的速率也增大

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一个体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是(   )
①单位时间内消耗n mol SO2的同时,生成n mol SO2
②单位时间内消耗2n mol SO2的同时,生成n mol O2
③用SO2、O2、SO3的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2︰1︰2的状态
④混合气体的密度不再改变的状态
A.①②B.①②④C.①③④D.②③④

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在容积一定的密闭容器中,置入一定量的和足量,发生反应,平衡状态时NO(g)的物质的量浓度c(NO)与温度T的关系如图所示,则下列说法中,正确的是
A.该反应的△H>0
B.若该反应在时的平衡常数分别为,则
C.在时,若反应体系处于状态D,则这时一定有
D.在时,若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:

回答下列问题:
(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
(2)在膜反应器中发生反应:2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g),  n(H2)随时间(t)的变化如图所示:

①该温度下,反应平衡常数K=_______,若升高温度,K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
(3)电渗析装置如下图所示:

①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
(4)上述工艺流程中循环利用的物质是_________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)(2012?重庆)尿素[CO(NH22]是首个由无机物人工合成的有机物.
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为             
(2)当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示.
①A点的逆反应速率v(CO2             B点的正反应速率v(CO2)(填“大于”“小于”或“等于”).
②NH3的平衡转化率为             
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图2所示.

①电源的负极为             (填“A”或“B”).
②阳极室中发生的反应依次为                          
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将             ;若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为              g(忽略气体的溶解).

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列选项中的图像所表示的内容与相应反应符合的是(a、b、c、d均大于0)
A.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-a kJ·mol1
B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-b kJ·mol1
C.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=+c kJ·mol1
D.2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH=+d kJ·mol1

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