Question

中國環(huán)境監(jiān)測總站數(shù)據(jù)顯示，顆粒物（PM2.5等）為連續(xù)霧霾過程影響空氣質(zhì)量最顯著的污染物．因此，對PM2.5、SO₂、NO_x等進行研究具有重要意義．請回答下列問題：
（1）將PM2.5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+	NH4+	SO42-	NO3-	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(jù)表中數(shù)據(jù)計算PM_2.5待測試樣的pH=

 

．
（2）汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N₂和O₂反應(yīng)，其能量變化示意圖如圖：

①N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=

 

kJ?mol^-1．
②尾氣中空氣不足時，NO_x在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N₂．寫出NO被CO還原的化學方程式

 

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③汽車汽油不完全燃燒時還產(chǎn)生CO，若設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：
2CO（g）=2C（s）+O₂（g），已知該反應(yīng)的△H＞0，該設(shè)想能否實現(xiàn)？

 

（填“能或不能”）．依據(jù)是

 

．
（3）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO₂降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如圖：

①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)

 

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②用化學平衡移動的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H₂的目的是

 

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Answer 1

考點：反應(yīng)熱和焓變,二氧化硫的化學性質(zhì),二氧化硫的污染及治理

專題：基本概念與基本理論,元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)溶液中電荷守恒計算；
（2）①根據(jù)能量變化圖計算反應(yīng)熱，反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和；
②NO被CO還原，則CO被NO氧化生成二氧化碳，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式；
③△H-T△S＞0時，反應(yīng)不能自發(fā)進行；
（3）①從流程圖可知，在反應(yīng)器中，I₂氧化SO₂，生成硫酸和HI；
②HI分解是可逆反應(yīng)，分離出氫氣有利于平衡正向移動．

解答： 解：（1）溶液中電荷守恒：C（K⁺）+C（NH₄⁺）+c（Na⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-）+C（NO₃^-）+C（Cl^-）+c（OH^-）和K_W，得C（H⁺）=1×10^-4mol?L^-1，pH值為4，
故答案為：4；
（2）①該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，故答案為：+183；
②在催化劑條件下，一氧化碳被氧化生成二氧化碳，一氧化氮被還原生成氮氣，所以其反應(yīng)方程式為：2CO+2NO

催化劑  .

N₂+2CO₂，故答案為：2CO+2NO

催化劑  .

N₂+2CO₂；
③該反應(yīng)的反應(yīng)物有2mol氣體，生成物有1mol氣體，△S＜0，△H＞0，所以，△H-T△S＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進行，故答案為：不能，該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，△H-T△S＞0；
（3）①從流程圖可知，在反應(yīng)器中，I₂氧化SO₂，生成硫酸和HI，反應(yīng)方程式為SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，故答案為：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
②HI分解為可逆反應(yīng)，及時分離出產(chǎn)物H₂，有利于反應(yīng)正向進行，故答案為：HI分解為可逆反應(yīng)，及時分離出產(chǎn)物H₂，有利于反應(yīng)正向進行．

點評：本題考查了電解質(zhì)溶液中的電荷守恒、反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和、化學反應(yīng)自發(fā)進行的條件、平衡移動等等知識，題目難度不大．