题目
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出 SO2、NO2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出 SO2、NO2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
题目解答
答案
解:由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下:SO2:0.15mg/m3,NO2:0.12mg/m3,CO:4.00mg/m3。按标准状态下 1m3 干空气计算,其摩尔数为
解析
步骤 1:确定污染物浓度限值
根据我国《环境空气质量标准》二级标准,三种污染物日平均浓度限值如下:
- SO2:0.15 mg/m³
- NO2:0.12 mg/m³
- CO:4.00 mg/m³
步骤 2:计算标准状态下1m³干空气的摩尔数
标准状态下的温度为273.15 K,压力为101325 Pa。根据理想气体状态方程PV=nRT,其中P为压力,V为体积,n为摩尔数,R为理想气体常数(8.314 J/(mol·K)),T为温度。代入标准状态下的值,可以计算出1m³干空气的摩尔数:
\[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{101325 \times 1}{8.314 \times 273.15} \approx 44.615 \text{ mol} \]
步骤 3:计算污染物的摩尔浓度
将污染物的质量浓度转换为摩尔浓度,需要知道每种污染物的摩尔质量:
- SO2的摩尔质量为64.066 g/mol
- NO2的摩尔质量为46.006 g/mol
- CO的摩尔质量为28.010 g/mol
然后,将质量浓度除以摩尔质量,再除以1m³干空气的摩尔数,得到摩尔浓度:
- SO2的摩尔浓度:\[ \frac{0.15 \times 10^{-3} \text{ g}}{64.066 \text{ g/mol} \times 44.615 \text{ mol}} \approx 5.11 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3 \]
- NO2的摩尔浓度:\[ \frac{0.12 \times 10^{-3} \text{ g}}{46.006 \text{ g/mol} \times 44.615 \text{ mol}} \approx 5.65 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3 \]
- CO的摩尔浓度:\[ \frac{4.00 \times 10^{-3} \text{ g}}{28.010 \text{ g/mol} \times 44.615 \text{ mol}} \approx 3.10 \times 10^{-7} \text{ mol/m}^3 \]
步骤 4:计算污染物的体积分数
将污染物的摩尔浓度除以1m³干空气的摩尔数,得到污染物的体积分数:
- SO2的体积分数:\[ \frac{5.11 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3}{44.615 \text{ mol/m}^3} \approx 1.145 \times 10^{-10} \]
- NO2的体积分数:\[ \frac{5.65 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3}{44.615 \text{ mol/m}^3} \approx 1.266 \times 10^{-10} \]
- CO的体积分数:\[ \frac{3.10 \times 10^{-7} \text{ mol/m}^3}{44.615 \text{ mol/m}^3} \approx 6.95 \times 10^{-9} \]
根据我国《环境空气质量标准》二级标准,三种污染物日平均浓度限值如下:
- SO2:0.15 mg/m³
- NO2:0.12 mg/m³
- CO:4.00 mg/m³
步骤 2:计算标准状态下1m³干空气的摩尔数
标准状态下的温度为273.15 K,压力为101325 Pa。根据理想气体状态方程PV=nRT,其中P为压力,V为体积,n为摩尔数,R为理想气体常数(8.314 J/(mol·K)),T为温度。代入标准状态下的值,可以计算出1m³干空气的摩尔数:
\[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{101325 \times 1}{8.314 \times 273.15} \approx 44.615 \text{ mol} \]
步骤 3:计算污染物的摩尔浓度
将污染物的质量浓度转换为摩尔浓度,需要知道每种污染物的摩尔质量:
- SO2的摩尔质量为64.066 g/mol
- NO2的摩尔质量为46.006 g/mol
- CO的摩尔质量为28.010 g/mol
然后,将质量浓度除以摩尔质量,再除以1m³干空气的摩尔数,得到摩尔浓度:
- SO2的摩尔浓度:\[ \frac{0.15 \times 10^{-3} \text{ g}}{64.066 \text{ g/mol} \times 44.615 \text{ mol}} \approx 5.11 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3 \]
- NO2的摩尔浓度:\[ \frac{0.12 \times 10^{-3} \text{ g}}{46.006 \text{ g/mol} \times 44.615 \text{ mol}} \approx 5.65 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3 \]
- CO的摩尔浓度:\[ \frac{4.00 \times 10^{-3} \text{ g}}{28.010 \text{ g/mol} \times 44.615 \text{ mol}} \approx 3.10 \times 10^{-7} \text{ mol/m}^3 \]
步骤 4:计算污染物的体积分数
将污染物的摩尔浓度除以1m³干空气的摩尔数,得到污染物的体积分数:
- SO2的体积分数:\[ \frac{5.11 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3}{44.615 \text{ mol/m}^3} \approx 1.145 \times 10^{-10} \]
- NO2的体积分数:\[ \frac{5.65 \times 10^{-9} \text{ mol/m}^3}{44.615 \text{ mol/m}^3} \approx 1.266 \times 10^{-10} \]
- CO的体积分数:\[ \frac{3.10 \times 10^{-7} \text{ mol/m}^3}{44.615 \text{ mol/m}^3} \approx 6.95 \times 10^{-9} \]