Question

14．某化學(xué)科研小組對周圍大氣進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5微米的懸浮顆粒物），其主要來源為燃煤、機動車尾氣等．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(xué)組分及其平均濃度如表：

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PM2.5的酸堿性為酸性，試樣的pH=4．
（2）①為減少SO₂的排放，可洗滌含SO₂的煙氣，作為洗滌劑下列物質(zhì)最好選擇a（填字母）．
a． 氨水　　　b． Na₂CO₃　　　c．O₂　　　d．NaHSO₃
②濃度均為0.1mol/L （NH₄）₂Fe（SO₄）₂、NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₃，其中c（NH₄⁺）最大的是（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（填化學(xué)式）．
（3）①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動，NO含量增大．
②汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設(shè)計下列反應(yīng)除去CO：2CO（g）═2C（s）+O₂（g），已知該反應(yīng)的△H＞0，簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)①②△H＞0△S＜0，則在任何溫度下△G＞0，不可能自發(fā)進行．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)溶液中電荷守恒計算氫離子的濃度，然后求出pH；
（2）①二氧化硫使酸性氧化物和堿或堿性鹽溶液反應(yīng)；
②物質(zhì)的量濃度相等的這幾種溶液中，NH₃•H₂O溶液中c（NH₄⁺）小于銨鹽的c（NH₄⁺），銨根離子水解程度較小，所以要比較銨根離子濃度大小，先比較鹽中銨根離子的系數(shù)，系數(shù)越大，溶液中銨根離子濃度越大，相同系數(shù)的銨鹽溶液，再根據(jù)溶液中其它離子是促進銨根離子水解還是抑制銨根離子水解判斷即可；
（3）①依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動原理分析判斷；
②根據(jù)G=△H-T•△S判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行．

解答 解：（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：c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（NO₃^-）+c（Cl^-）計算H⁺離子濃度為10^-4，該樣本的pH=4，
故答案為：酸性；4；
（2）洗滌含SO₂的煙氣，根據(jù)酸性氧化物的性質(zhì)可選a．氨水 b．Na₂CO₃，而氯化鈣和亞硫酸氫鈉不與二氧化硫反應(yīng)，碳酸鈉堿性較弱，最好選用氨水，
故答案為：a；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂、（NH₄）₂SO₃中銨根離子系數(shù)是2，NH₄HSO₄中銨根離子系數(shù)都是1，所以（NH₄）₂Fe（SO₄）₂、（NH₄）₂SO₃比NH₄HSO₄的大，（NH₄）₂Fe（SO₄）₂中二價鐵離子抑制銨根離子水解，濃度最大，故答案為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂；
（3）①氣缸溫度越高，單位時間內(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；
故答案為：吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動，NO的含量增大；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g），該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)．根據(jù)G=△H-T•△S，G＞0，不能實現(xiàn)，
故答案為：①②△H＞0△S＜0，則在任何溫度下△G＞0，不可能自發(fā)進行．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)知識，涉及離子的水解、pH值的計算、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、自由能的應(yīng)用等，題目難度中等，注意相關(guān)知識的積累．