Question

【題目】空氣中含有吸入顆粒物PM2.5，嚴重影響人的生理和健康，因此改善發質結構、機動車輛措施能有效減少PM2.5、SO2、NO3等的污染。請回答下列問題：

(1)將一定量的某PM2.5樣品用蒸餾水溶解制成待測試樣(忽略OH-)。常溫下，測得該試樣的組成及其濃度如下表：

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

根據表中數據判斷，該試樣的pH = ________。

(2)汽車尾氣中NOx和CO的生成。已知：氣缸中生成NO的反應為N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H＞0。恒溫，恒容密閉容器中，下列敘述，能說明該反應達到化學平衡狀態的是________ (填序號)。

A.混合氣體的密度不再變化 B.混合氣體的平均分子質量不再變化

C.N2、O2、NO的物質的量之比為1：1：2 D.氧氣的轉化率不再變化

E.生成lmol N2的間時有lmol O2被消耗

(3)為減少CO2、SO2的排放，常采取的措施如下:

①將煤轉化為淸潔氣體燃料。己知：H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g) △H =-241.8kJ mol-1； C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H =-110.5kJ mol-1。寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式：_____________________________________。

②洗滌含SO2的煙氣。下列物質，可作為洗滌含SO2煙氣的洗滌劑的是______(填序號)。

A.濃氨水 B.碳酸氫鈉飽和溶液 C.FeCl3飽和溶液 D.酸性CaCl2飽和溶液

(4)某濕度下，反應2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)中，在保證O2濃度不變的情況下，增大容器的體積, 平衡將_____(填“正反應方向” “逆反應方向”或“不”)移動。

判斷的依據是__________________________________。

(5)甲醇燃料電池可能成為未來便攜電子產品應用的主流。某種甲醇燃料電池的工作原理如圖14所示，則通入a氣體的電極，電極反應式為_________________。

(6)—定條件下，甲醇與一氧化碳反應可以合成乙酸。常溫條件下，將a mol/L的CH3COOH溶液與bmol/LBa(OH)2溶液等體積混合，反應平衡時，2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，用含a和b的代數式表示，該混合溶液中醋酸的電離常數為___________________。

Answer 1

【答案】 4 DE C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol1 ABC 不 保證c(O2)不變的情況下，增大容器體積，c(NO2)與c(NO)同等倍數減小，其濃度商不變，所以平衡不移動 CH3OH6e+H2O=CO2+6H+

【解析】(1)觀察表格中發現NH4+水解顯酸性，試樣的pH值根據溶液中電荷守恒計算氫離子濃度為10-4mol/L，pH=-lgc（H+）=-lg10-4=4；(2) A.密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，混合氣體的密度不再變化不能說明反應達到平衡狀態，A錯誤；B. 混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，物質的量也不變，所以混合氣體的平均分子質量不再變化不能說明反應達到平衡狀態，B錯誤；C.N2、O2、NO的物質的量之比為1∶1∶2不能說明正逆反應速率相等，不能據此說明反應達到平衡狀態，C錯誤；D.氧氣的轉化率不再變化說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，D正確；E.生成lmol N2的間時有lmol O2被消耗說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態，E正確；答案選DE。(3) ①已知：ⅰ、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1，ⅱ、C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=－110.5kJ·mol-1，利用蓋斯定律，將ⅱ-ⅰ可得C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=（-110.5kJmol-1）-（-241.8kJmol-1）=+131.3 kJmol-1；②洗滌含SO2的煙氣，根據酸性氧化物的性質選濃氨水和碳酸氫鈉飽和溶液，另外氯化鐵能氧化SO2，也可以吸收SO2，SO2和氯化鈣溶液不反應，答案選ABC；（4）由于保證c(O2)不變的情況下，增大容器體積，c(NO2)與c(NO)同等倍數減小，其濃度商不變，所以平衡不移動；(5)根據原電池的工作原理，電子從負極經外電路流向正極，即左端電極為負極，通入的是CH3OH，根據示意圖，電池內部有H＋轉移，說明環境是酸性，因此負極反應式為CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋。(6)依據電荷守恒有c(H＋)＋2c(Ba2＋)=c(CH3COO－)＋c(OH－)，2c(Ba2＋)=c(CH3COO－)，推出c(H＋)=c(OH－)，溶液顯中性，則Ka=c(CH3COO－)×c(H＋)/c(CH3COOH)==10－7×2b/(a－2b)。