2019年12月4日“全球碳计划”发布报告说,全球CO2排放量增速趋缓。人们还需要更有力的政策来逐步淘汰化石燃料的使用。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2⇌NH2CO2NH4(s) ΔH1=-159.5kJ•mol-1;
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5kJ•mol-1;
反应Ⅲ:H2O(l)═H2O(g)ΔH3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为 2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0 kJ•mol-12NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0 kJ•mol-1。
(2)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇和水蒸气,其反应原理:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示,反应10min达到平衡。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=0.2250.225mol/(L•min);该反应的平衡常数为 5.35.3(保留两位有效数字)。
②反应进行到3min时,v(正)>>v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③下列措施可提高CO2转化率的是 BDBD。
A.升高温度
B.将H2O(g)从体系中分离出去
C.恒容条件下充入He
D.再充入适量的H2
(3)中国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图2所示:
①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成CH3OH的电极反应式:CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2OCO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O。
②根据图示,写出总反应的化学方程式:CH3OH+CO2+H2 LiI、Rh* CH3COOH+H2OCH3OH+CO2+H2 LiI、Rh* CH3COOH+H2O。
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【考点】热化学方程式;物质的量或浓度随时间的变化曲线.
【答案】2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0 kJ•mol-1;0.225;5.3;>;BD;CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O;CH3OH+CO2+H2 CH3COOH+H2O
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:1难度:0.6
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
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