Question

大氣中可吸入顆粒物PM_2.5主要來源為燃煤、機動車尾氣等。
（1）若取某PM_2.5樣本，用蒸餾水處理，測得溶液中含有的離子有：K⁺、Na⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-，則該溶液為       （填“酸性”或“堿性”）溶液，其原因用離子方程式解釋是：        。
（2）“洗滌”燃煤煙氣可減輕PM_2.5中SO₂的危害，下列可適用于吸收SO₂的試劑有      
A．CaCl₂溶液     B．氨水     C．Ca(OH)₂懸濁液     D．濃H₂SO₄
（3）煤煙氣中的氮氧化物可用CH₄催化還原成無害物質。若常溫下，1molNO₂與CH₄反應，放出477.5kJ熱量，該反應的熱化學方程式是            。
（4）安裝汽車尾氣催化轉化器也可減輕PM2.5的危害，其反應是：
2NO(g) + 2CO(g) 2CO₂(g)+ N₂(g)；△H＜0。
①該反應平衡常數表達式K=         ；溫度升高K值       （填“增大”或“減小” ）
②若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t₁時刻達到平衡狀態的是         。

（5）使用鋰離子電池為動力汽車，可減少有害氣體的排放。錳酸鋰離子蓄電池的反應式為：
     Li_1－xMnO₄ ＋ Li_xC LiMnO₄ ＋ C
下列有關說法正確的是          
A．充電時電池內部Li^＋向正極移動
B．放電過程中，電能轉化為化學能
C．放電時電池的正極反應式為：Li_1－xMnO₄＋xe^—＋xLi^＋＝LiMnO₄
D．充電時電池的正極應與外接電源的負極相連

Answer 1

（1）酸性，NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺   （2）B C
（3）2NO₂(g)+CH₄(g)=N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(l)；△H=" -955kJ/mol"
（4）①；減小   ②  D （5）C

解析試題分析：（1）取某PM_2.5樣本，用蒸餾水處理，測得溶液中含有的離子有：K⁺、Na⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-，則由于K⁺、Na⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-都是強酸或強堿的離子，而NH₄⁺則是弱堿根離子。含有強酸弱堿鹽。弱堿根離子水解消耗水電離產生的OH-，使溶液顯酸性。其原因用離子方程式解釋是為NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺。(2)SO₂溶于水發生反應：SO₂+H₂O=H₂SO₃.H₂SO₃是酸，電離產生大量的H⁺而使溶液顯酸性。所以應該用堿性物質氨水、Ca(OH)₂懸濁液來吸收。因此選項為B、C。（3）根據題意可得該反應的熱化學方程式為2NO₂(g)+CH₄(g)=N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(l)；△H= -955kJ/mol。（4）①根據化學平衡常數的含義可得該反應平衡常數表達式K=。由于該反應的正反應為放熱反應。根據平衡移動原理：溫度升高，化學平衡向吸熱反應方向移動，對該反應來說升高溫度，化學平衡向逆向移動，所以K值減小。②若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行。a.在反應剛開始時，由于溫度變化不明顯。主要是濃度的影響。隨著反應的進行，氣體的溫度逐漸升高，影響化學反應速率的主要因素是溫度。所以化學反應速率逐漸加快；當反應進行到一定程度后，反應物的濃度是影響化學反應速率的主要因素。由于反應物不斷消耗，濃度減小，所以速率又逐漸減小。跟反應是否達到平衡無關。錯誤。B.在剛開始時反應剛發生，還未達到平衡，所以不能說平衡常數。當反應達到平衡后，升高溫度，化學平衡逆向移動，K減小。但是從圖像并未看出這一點來。錯誤。C若t點反應達到平衡，則各種反應混合物的濃度不應該發生變化。但是圖像顯示的c(CO)及c(CO₂)任然在變化，因此反應為達到平衡。錯誤。d.在反應開始時，由于反應是從正反應方向開始，NO的質量最大，質量分數也最大，隨著反應的減小，NO不斷消耗。其質量分數也逐漸減小，當反應達到平衡后各種物質的質量、物質的量不變，所以其質量分數也不變。正確。（5）A．根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，充電時電池內部Li^＋向負極移動。錯誤。B．放電過程中，化學能轉化為電能。錯誤。C．放電時電池正極發生還原反應。正極反應式為：Li_1－xMnO₄＋xe^—＋xLi^＋＝LiMnO₄。正確。D．充電時電池的正極應與外接電源的正極相連。錯誤。
考點：考查PM_2.5樣本的水溶液的酸堿性及原因、熱化學方程式的書寫、溫度對化學平衡常數的影響、化學平衡常數的表達式、化學平衡狀態的判斷、電化學反應原理的知識。