资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放.还可重新获得燃料或重要工业产品.(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2].已知:①2NH3(g)+ CO2(g)＝ NH2CO2NH4(s) △H ＝ -159.47 kJ·mol-1②NH2CO2NH4(s)＝ CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H ＝ +116.49 kJ·mol-1� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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（15分）资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）以CO₂与NH₃为原料可合成化肥尿素[CO(NH₂)₂]。已知：
①2NH₃（g）＋ CO₂（g）＝ NH₂CO₂NH₄（s） △H ＝ -159.47 kJ·mol^-1
②NH₂CO₂NH₄（s）＝ CO(NH₂)₂（s）＋ H₂O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol^-1
③H₂O（l）＝ H₂O（g） △H ＝+88.0 kJ·mol^-1
试写出NH₃和CO₂合成尿素和液态水的热化学方程式。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂：0.2mol·L^—1，H₂：0.8mol·L^—1，CH₄：0.8mol·L^—1，H₂O：1.6mol·L^—1，起始充入CO₂和H₂的物质的量分别为、。CO₂的平衡转化率为。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 molCO₂,和4 molH₂，在II中充入1 mol CH₄和2 mol H₂O(g) ，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（填字母）。

A．容器I、II中正反应速率相同

B．容器I、II中CH₄的物质的量分数相同

C．容器I中CO₂的物质的量比容器II中的多

D．容器I中CO₂的转化率与容器II中CH₄的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为。

（1）2NH₃（g）＋ CO₂（g）＝CO(NH₂)₂（s）＋H₂O（l）△H ＝—130.98 kJ·mol^－1（3分）
（2）①2mol（1分）；8mol（1分）；80% （2分） ②CD（2分）
（3）①太阳能和电能转化为化学能（2分）
②2CO₃²^－－4e^－=2CO₂↑+O₂↑（2分）；3CO₂+4e^－=C+2CO₃²^－（2分）

试题分析：（1）由①＋②－③可得：2NH₃(g)＋ CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l) △H ＝—130.98 kJ·mol^－1（3分）
（2）①假设起始的二氧化碳的物质的量为xmol，氢气的物质的量为ymol：
CO₂(g) + 4H₂(g)

    CH₄(g)   +    2H₂O(g) ΔH＜0
起始物质的量：    xmol         ymol                0             0
转化物质的量：   1.6mol        6.4mol              1.6mol         3.2mol
平衡物质的量：  0.4mol         1.6mol              1.6mol         3.2mol
那么：x＝0.4mol＋1.6mol＝2.0mol      y＝6.4mol＋1.6mol＝8.0mol
CO₂的平衡转化率为：

②A、容器I、II中的起始反应物不一样，因此正反应速率不一定相等，错误；B、如果不是一个绝热容器，那么在两个容器中按题中的投料是等效平衡，也就是说两个容器中甲烷的含量应该相等，但这是一个绝热的容器，如果是二氧化碳和氢气生成甲烷和水，正反应是放热反应，放出的热量使容器温度升高，升高温度会使得平衡逆向移动，使得甲烷的含量比前述的等效平衡时的要低，而投入甲烷和水，生成的是二氧化碳和氢气，要吸热，使得体系的温度降低，而温度的降低使得平衡正向移动，使得甲烷的含量比前述的等效平衡时的要高，因此容器I、II中CH₄的物质的量分数不相同，错误；C、容器I中是在前述等效平衡的基础上逆向移动，容器II中是在前有识述等效平衡的基础上正向移动，所以容器I中CO₂的物质的量比容器II中的多，正确；D、如果按照等效平衡来考虑的话，容器I中CO₂的转化率与容器II中CH₄的转化率之和等于1，但这是在绝热容器中，是在等效平衡的基础上又分别进行了移动，因此，容器I中CO₂的转化率与容器II中CH₄的转化率之和小于1，正确。
（3）①从图中可知装置是将太阳能和电能转化为化学能（2分）
②阳极是失去电子的反应：2CO₃²^－－4e^－=2CO₂↑+O₂↑；阴极是得到电子的反应，得电子的物质只能是二氧化碳：3CO₂+4e^－=C+2CO₃²^－。

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相关习题

科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量和有效地开发利用CO₂正成为化学家研究的主要课题。
（1）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO(g)＋H₂O(g)

CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
实验组	温度℃	CO	H₂O	H₂	CO	达到平衡所需时间/min
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K=           。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正    V_逆（填“<” ，“>” ，“=”）。
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________
（3）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC₂O₄）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0.01mol·L^-1NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系               ；
（4）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^-9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为       _______________mol/L。
（5）以二甲醚（CH₃OCH₃）、空气、H₂SO₄为原料，铂为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式：         。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

2013年春季，全国各地持续出现严重的雾霾天气，给人们的生产、生活造成了严重的影响。汽车尾气中含有CO、氮氧化物、烟尘等污染物，是导致雾霾天气的原因之一。请回答下列有关问题。
(1)下列说法正确的是________。
A．NO、CO、CO₂均为酸性氧化物
B．CO₂的大量排放会导致温室效应，所以应尽量选用公共交通，提倡低碳出
行
C．汽车尾气中的氮氧化物主要是空气中的氮气与氧气在高温条件下生成的
(2)为减轻污染，北京为汽车加装了“三效催化净化器”，可将尾气中的CO、NO转化为参与大气循环的无毒混合气体，反应如下：2NO＋2CO

N₂＋2CO₂，则该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
(3)已知下列热化学方程式：
N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol^－¹①
2C(s)＋O₂(g)=2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol^－¹②
C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol^－¹③
则汽车尾气转化反应2NO(g)＋2CO(g)

N₂(g)＋2CO₂(g)的ΔH＝________。
(4)当固体催化剂质量一定时，增大其表面积可加快化学反应速率。如图表示在其他条件不变时，反应2NO(g)＋2CO(g)

N₂(g)＋2CO₂(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①图中T₁________T₂(填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积S₁>S₂，在图中画出c(NO)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(5)低温脱硝技术可用于处理各种废气中的氮氧化物，发生的化学反应为2NH₃(g)＋NO(g)＋NO₂(g)

2N₂(g)＋3H₂O(g)　ΔH<0。在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是________。
A．反应中每转移3 mol电子，生成标准状况下N₂的体积为22.4 L
B．平衡时，若其他条件不变，增大NH₃的浓度，废气中氮氧化物的转化率
减小
C．因为反应物比生成物的物质的量少，所以反应物比生成物的能量低
D．其他条件不变时，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

铜单质及其化合物在工业生产和科研中有重要作用。
（1）已知：2Cu₂O(s) + O₂(g) = 4CuO(s)△H＝－292kJ·mol^－1
2C(s)+O₂(g)=2CO(g) △H＝－221kJ·mol^－1
请写出用足量炭粉还原CuO（s）制备Cu₂O（s）的热化学方程式：；
（2）现用氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O，含氯化亚铁杂质)制取纯净的CuCl₂·2H₂O。先将其制成水溶液，后按如图步骤进行提纯:

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表

金属离子	Fe³⁺	Fe^2+[^{来源:学&科&}	Cu²⁺
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	9.0	6.7

请回答下列问题:
①现有氧化剂NaClO、H₂O₂、KMnO₄，X加哪种好，为什么？
　　　　　　　　　　；该反应的离子方程式为                        。
②溶液II中除Cu²⁺外，还有　　　　　金属离子，如何检验其存在             。
③物质Y不能为下列的
a．CuO b．Cu(OH)₂ c．CuCO₃d．Cu₂(OH)₂CO₃e．CaO   f．NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是　　　　　　　　　　　　　　。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义，有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以用盖斯定律间接求得。已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出x kJ热量；已知每摩尔单质碳完全燃烧生成CO₂放出热量为y kJ，则1 mol C与O₂反应生成CO的反应热ΔH为

A．－y kJ·mol^－1	B．－(10x－y)kJ·mol^－1
C．－(5x－0.5y)kJ·mol^－1	D．＋(10x－y)kJ·mol^－1

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过知识回答下列问题：
（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：

①反应的热化学方程式为____________________________________________。
②已知：

则

（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知：N≡N键的键能是948.9kJ·mol^－1，H－H键的键能是436.0 kJ·mol^－1； N－H键的键能是391.55 kJ·mol^－1。则1/2N₂(g) + 3/2H₂(g) ="=" NH₃(g) ΔH = 。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

（1）在101kPa下，CH₄(g)、H₂(g)、C(s)的燃烧热分别为890.3kJ?mo1^—1、285.8kJ?mo1^—1和393.5kJ?mo1^—1，则反应C(s)+2H₂(g)=CH₄(g)的反应热ΔH=         。
（2）已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   ΔH₁
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)   ΔH₂
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH₃
①液态水转化为气态水的热化学方程式为                          。
②CO和H₂分别燃烧生成CO₂ (g)和H₂O(g)，欲得到相同热量，所需CO和H₂的体积比是       。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

以下是一些物质的熔沸点数据（常压）：

	钾	钠	Na₂CO₃	金刚石	石墨
熔点（℃）	63．65	97．8	851	3550	3850
沸点（℃）	774	882．9	1850（分解产生CO₂）	----	4250

金属钠和CO₂在常压、890℃发生如下反应：4 Na（g）+ 3CO₂（g）

2 Na₂CO₃（l）+ C(s,金刚石) △H=－1080．9kJ/mol
（1）若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1860℃，若反应时间为10min, 金属钠的物质的量减少了0．2mol，则10min内CO₂的平均反应速率为                 。
（2）高压下有利于金刚石的制备，理由是                                            。
（3）由CO₂（g）+ 4Na（g）=2Na₂O（s）+ C（s，金刚石） △H=－357．5kJ/mol；则Na₂O固体与C（金刚石）反应得到Na（g）和液态Na₂CO₃（l）的热化学方程式                     。
（4）下图开关K接M时，石墨电极反应式为                           。

（5）请运用原电池原理设计实验，验证Cu²^＋、Ag⁺氧化性的强弱。
在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥(在同一烧杯中，
电极与溶液含相同的金属元素)，并标出外电路电子流向。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

据报道，一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
已知：①CH₃CH₂OH(l) +3 O₂ (g) = 2CO₂(g) +3H₂O(l) △H=－1366.8 kJ/ mol
②2H₂ (g) + O₂ (g) = 2H₂O(l) △H=" -571.6" kJ/ mol
（1）写出由CO₂和H₂反应合成CH₃CH₂OH (l)和H₂O(l)的热化学方程式。
（2）碱性乙醇燃料电池易储存，易推广，对环境污染小，具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液。请写出该燃料电池负极上的电极反应式为。
（3）用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图：

该装置中发生电解反应的方程式为；在铁棒附近观察到的现象是；当阴极产生448 mL气体（体积在标准状况下测得）时，停止电解，将电解后的溶液混合均匀，溶液的pH为。（不考虑气体的溶解及溶液体积的变化）

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