研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大氣污染物的治理具有重要意義。

（1）對(duì)PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。若測(cè)得該試樣中除H+和OH﹣外其它水溶性離子的化學(xué)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)判斷試樣的pH =        

（2）含SO2的工業(yè)廢氣處理：廢氣的將含有SO2的廢氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，在廢氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進(jìn)入脫硫裝置前，需通一段時(shí)間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時(shí)控制漿液的pH值，此時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。

二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為              。

亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為                 。

 （3）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化。

①已知?dú)飧字猩蒒O的反應(yīng)為：N2(g)+O2(g） 2NO(g） H＞0

汽車啟動(dòng)后，氣缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是                  。

②在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，使NO和CO迅速發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化成對(duì)環(huán)境無污染的氣體，可減少CO和NO的污染，反應(yīng)的化學(xué)方程式為               。

（4）用CH4催化還原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如：

CH4(g)＋4NO2(g）＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－574kJ·mol—1

CH4(g)＋4NO(g）＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－1160kJ·mol—1

H2O(g）＝ H2O(l）△H＝－144kJ·mol—1

取標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH4還原NO2和NO的混合物，若氮氧化物完全被還原，且生成H2O(l)，則放出的總熱量Q的取值范圍是               。

 

【答案】

（1）4 (3分)

（2）Ca(HCO3)2或碳酸氫鈣(2分）  Ca(HSO3)2 + O2 = CaSO4 + H2SO4(2分)

（3）①溫度升高，反應(yīng)速率加快，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(2分)

②2CO + 2NO  2CO2 + N2 (2分)

（4）191kJ﹤Q﹤249.6kJ（4分）

【解析】

試題分析：（1）觀察表格中發(fā)現(xiàn)NH4＋水解顯酸性，PM2.5的酸堿性為酸性。試樣的pH值根據(jù)溶液中電荷守恒計(jì)算H＋離子濃度為10-4，PH值為4；

（2）CO2與CaCO3反應(yīng)生成易溶的Ca(HCO3)2；亞硫酸氫鈣具有還原性，可被氧化為硫酸鈣，反應(yīng)的方程式為Ca(HSO3)2 + O2 = CaSO4 + H2SO4；

（3）①氣缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移；

②汽車尾氣系統(tǒng)中裝置反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CO + 2NO  2CO2 + N2；

（4）①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=－574kJ•mol-1

②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=－1160kJ•mol-1

③H2O（g）=H2O（l）△H=－44.0kJ•mol-1

由蓋斯定律①+②+③×2得到：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l）；△H=-1910 kJ•mol-1；

則熱化學(xué)方程式為：④CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）；△H=－955 kJ•mol-1；

由蓋斯定律②+③×2得到：⑤CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=－1248kJ•mol-1

標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH4物質(zhì)的量為0.2mol，用極限法，如果全部按照④，放出熱量191kJ，如果全部按照⑤，放出熱量249.6kJ，所以Q的取值范圍是191kJ﹤Q﹤249.6kJ。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)知識(shí)。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物．綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容之一．
（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）
催化劑
△
2SO3（g）
某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖所示．根據(jù)圖示回答下列問題：
①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa．該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于
800
800
．
②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)．平衡常數(shù)K（A）
=
=
K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH4還原NO2至N2整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為
1.60NA（或1.6NA）
1.60NA（或1.6NA）
（阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示），放出的熱量為：
173.4
173.4
kJ．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2010?祁陽縣一模）一氧化碳、二氧化硫和氮的氧物是重要的化工原料，但也是大氣的主要污染物，綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容之一．
（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g），反應(yīng)過程的能量變化如圖所示．
①圖中A表示
反應(yīng)物總能量
反應(yīng)物總能量
．
②該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5對(duì)圖中E的大小有何影響？
降低
降低
（填“增大”、“降低”、“沒有”）．
③在一定條件下，將0.100molSO2（g）和0.060molO2（g）放入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c（SO3）=0.04mol/L．則該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1.6×103
1.6×103
．
（2）一定條件下，氫氣與一氧化碳按一定比例可生成潔凈能源甲醇（CH3OH），則：
①n（H2）：n（CO）=
2：1
2：1
．
②甲醇高效燃料電池是以CH3OH為燃料，O2為氧化劑，KOH為電解質(zhì)組成．該電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為：
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
．
（3）汽車尾氣是城市空氣的污染源之一，治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金作催化劑），它的特點(diǎn)是使CO和NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體．
①寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式：
2CO+2NO═2CO2+N2
2CO+2NO═2CO2+N2
．
②用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△=-574kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△=-1160kJ/mol
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72LCH4還原NO2到N2，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為
2.4NA
2.4NA
（阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示），放出的熱量為
260.1
260.1
kJ．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2010?清遠(yuǎn)模擬）某硝酸廠附近的空氣主要污染物為氮的氧化物．為了保護(hù)環(huán)境和綜合利用，可采用氨-堿兩級(jí)吸收法．此法兼有堿吸收和氨吸收兩法的優(yōu)點(diǎn)，其吸收工藝流程如下：

（1）排空物質(zhì)的主要成分為
N2、O2
N2、O2
．
（2）進(jìn)入吸收塔以前加一個(gè)緩沖器的目的是
使氨氣和大氣充分混合
使氨氣和大氣充分混合
．
（3）從吸收塔排出的混合液用途之一為
作肥料或氮肥
作肥料或氮肥
．
空氣的主要污染物為硫的氧化物和氮的氧化物．研究人員設(shè)計(jì)了同時(shí)凈化廢氣中二氧化硫和氮的氧化物的方法，將其轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸，工藝流程如下：

各室中發(fā)生的反應(yīng)如下：
a．氧化室：NO2（g）+SO2（g）+H2O （l）=H2SO4 （l）+NO（g）△H=a kJ?mol-1
b．清除室：NO （g）+NO2 （g）=N2O3（g）△H=b kJ?mol-1
N2O3 （g）+2H2SO4（l）=2NOHSO4 （s）+H2O（l）△H=c kJ?mol-1
c．分解室：4NOHSO4 （s）+O2（g）+2H2O （l）=4H2SO4 （l）+4NO2（g）△H=dkJ?mol-1
回答下列問題：
（4）①和②分別為（寫化學(xué)式）
NO2
NO2
、
H2SO4
H2SO4
．
（5）寫出SO2、O2 和 H2O反應(yīng)生成H2SO4的熱化學(xué)方程式：
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（l）=2H2SO4（l）△H=（2a+2b+2c+d）kJ?mol-1
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（l）=2H2SO4（l）△H=（2a+2b+2c+d）kJ?mol-1
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2009?撫順模擬）二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物．綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容之一．
（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g） 
催化劑
△
 2SO3（g）．某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示．根據(jù)圖示回答下列問題：
①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa．該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于
800
800
．
②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）
=
=
K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ/mol
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH4還原NO2至N2，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為
1.60NA（或1.6NA）
1.60NA（或1.6NA）
（阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示），放出的熱量為
173.4
173.4
kJ．
（3）新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（MFe2Ox，3＜x＜4，M=Mn、Co、Zn或Ni）由鐵酸鹽（MFe2O4）經(jīng)高溫還原而得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去．轉(zhuǎn)化流程如圖所示：

請(qǐng)寫出MFe2Ox分解SO2的化學(xué)方程式
MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
（不必配平）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容之一。

（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如右圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題：

①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于_____。

②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)．平衡常數(shù)K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)     △H＝－1160 kJ·mol－1

若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH4還原NO2至N2整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為______（阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示），放出的熱量為______kJ。

（3）新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（MFe2Ox 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由鐵酸鹽（MFe2O4）經(jīng)高溫還原而得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉(zhuǎn)化流程如圖所示：

請(qǐng)寫出MFe2Ox分解SO2的化學(xué)方程式                               （不必配平）。

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