Question

氮氧化物和SO₂是造成雾霾天气的主要原因之一．
（1）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?mol^-1
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
写出焦炭与水蒸气高温反应的热化学方程式：

 

．
②洗涤含SO₂的烟气．下列物质可作洗涤剂的是

 

（填字母）．
a．Ca（OH）₂    b．Na₂CO₃    c．CaCl₂   d．NaHSO₃．
（2）已知汽车发动机工作时汽缸中生成NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=+183kJ?mol^-1．若1mol空气含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．该温度下的平衡常数K=

 

．汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，请用反应速率和化学平衡知识解释NO排放量增大的原因：

 

．
（3）硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%（体积分数）时需经处理后才能排放．某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，采用以下方案：如图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积．将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO₂的含量．当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A．
①洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是

 

．
②洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO₂含量

 

（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
（4）将某PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试液．
若测得该试液所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度[c（H⁺）、c（OH^-）待测]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PM2.5的酸碱性为

 

，待测试液的pH=

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）①依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式；
②二氧化硫是酸性氧化物，依据化学性质分析选择吸收的试剂；
（2）计算出平衡时各种物质的物质的量，计算平衡浓度，结合平衡常数的表达式计算；
（3）方案利用的原理为：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，据此确定二氧化硫的物质的量，进而定尾气中二氧化硫的含量；
①洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；
②洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大；
（4）观察表格中发现NH₄⁺水解显酸性，PM2.5的酸碱性为酸性．

解答： 解：（1）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：ab；
（2）计算平衡常数时，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，得K=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；该反应是吸热反应，温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，因此单位时间内NO排放量增大；
（3）甲方案利用的原理为：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，最后测定剩余气体的体积，进而定尾气中二氧化硫的含量；
①洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；
故答案为：增大SO₂与碘水的接触面积，使SO₂和碘水充分反应；
②洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大，因此SO₂含量偏低；
故答案为：偏低；
（4）观察表格中发现NH₄⁺水解显酸性，PM2.5的酸碱性为酸性．试样的pH值根据溶液中电荷守恒计算H+离子浓度为10^-4，PH值为4；
故答案为：酸性；4．

点评：该题综合考查化学反应原理的基础知识、水的电离平衡和溶液酸碱性的关系，涉及离子的水解、pH值的计算、盖斯定律的应用、化学平衡常数的计算，题目难度中等，注意相关知识的积累．