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雾霾天气的频繁出现严重影响了我国居民的生活健康.研究显示其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,燃煤、机动车和扬尘是造成污染的主要原因.因此,运用化学法防治大气污染是当下重

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雾霾天气的频繁出现严重影响了我国居民的生活健康.研究显示其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,燃煤、机动车和扬尘是造成污染的主要原因.因此,运用化学法防治大气污染是当下重要的研究方向.
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(1)汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物.
①在汽车排气管上装一个催化转化装置可将CO与NO转化成参与大气循环的无毒物质.反应的化学方程式是___.
②气缸中生成NO的反应原理为:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H>0.若1mol空气中的N2(体积分数为80%)和O2(体积分数为20%)在一定温度下于密闭容器内反应,达到平衡时测得NO为6×10-4mol,则此温度下该反应的平衡常数K=___,汽车行驶时,气缸温度越高,单位时间内排放的NO越多,原因是___.
(2)煤的气化是获得洁净燃料、降低SO2排放的重要途径之一.已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
写出焦炭与水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式:___.
(3)CO与H2反应可制备甲醇.某实验室组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图所示.
①该电池工作时,b口通入的物质为___.
②该电池负极的电极反应式为___.
③若用该燃料电池电解精炼铜,当析出精铜32g时,理论上该电池消耗的O2在标准状况下的体积为___L.
(4)常温下将PM2.5的空气样本用蒸馏水处理,制成待测试样.测得该试样所含水溶性离子的化学组分及平均浓度如下表所示.
离子 Na+ K+ NH4+ NO3- SO42- Cl-
浓度/mol•L-1 7×10-6 3×10-6 2×10-5 5×10-5 3×10-5 2×10-5
则根据表中数据可计算出该待测试样的pH=___.
▼优质解答
答案和解析
(1)①CO与NO转化成参与大气循环的无毒物质,反应生成氮气与二氧化碳,反应方程式为:2NO+2CO
 催化剂 
.
 
N2+2CO2
故答案为:2NO+2CO
 催化剂 
.
 
N2+2CO2
②1mol空气中的N2为0.8mol、O2为0.2mol,达到平衡时测得NO为6×10-4 mol,则:
                N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
起始量(mol):0.8       0.2       0
变化量(mol):3×10-4    3×10-4    6×10-4       
平衡量(mol):7997×10-4    1997×10-4 6×10-4                           
反应前后气体分子数目不变,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,故平衡常数K=
c2(NO)
c(N2)×c(O2)
=
(6×10-4)2
7997×10-4×1997×10-4
=2.25×10-6
温度升高,反应速率加快,正反应为放热反应,温度升高,有利于平衡反应正向进行,气缸温度越高,单位时间内排放的NO越多,
故答案为:2.25×10-6;温度升高,反应速率加快,正反应为放热反应,温度升高,有利于平衡反应正向进行;
(2)已知:①.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1
②.C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
根据盖斯定律,②-①×
1
2
可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+1341.3kJ/mol,
故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+1341.3kJ/mol;
故答案为:温度升高,反应速率加快;温度升高,有利于平衡反应正向进行;
(3)①由质子移动方向可知,左室为负极,右室为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,则甲醇在负极加入,氧气在正极通入,则b口通入的物质为CH3OH,生成的二氧化碳在a口排出,
故答案为:CH3OH;
②甲醇在负极失去电子,生成二氧化碳与氢离子,负极电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
故答案为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
③析出精铜32g时,Cu的物质的量为
32g
64g/mol
=0.5mol,根据电子转移守恒,消耗氧气物质的量为
0.5mol×2
4
=0.25mol,消耗氧气体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L,
故答案为:5.6;
(4)由电荷守恒可知,c(K+)+c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-)+2c(SO42-)+c(NO3-),则c(H+)-c(OH-)=(2×10-5 +2×3×10-5 +5×10-5-3×10-6-7×10-6-2×10-5 )mol/L=10-4mol/L,溶液呈酸性,溶液中H+离子浓度约是为10-4,pH值=-lgc(H+)=4,
故答案为:4.
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