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【题目】运用化学反应原理研究碳、氮等单质和化合物的反应有重要意义。

1有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2相关热化学方程式如下

6 FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H= -76.0 kJ·mol1

上述反应中每生成1 mol Fe3O4转移电子的物质的量为_______mol

已知C(s)+2H2O(g)=CO2 (g)+2H2(g) △H=+113.4 kJ·mol1则反应

3 FeO(s)+ H2O (g)= Fe3O4 (s)+ H2 (g)△H=__________

2)工业生产可以用NH3(g)CO2(g)经两步反应生成尿素〔CO(NH2)2〕,两步反应的能量变化示意图如下:

NH3(g)CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为____________________

3)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,科学家利用此原理,设计成氨气一氧气燃料电池,则通入氨气的电极是 (正极负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为

4)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:

上述生产过程的能量转化方式是_____________

a、电能转化为化学能

b、太阳能转化为电能

c、太阳能转化为化学能

d、化学能转化为电能

上述电解反应在温度小于 900℃时进行,碳酸钙先分解为CaOCO2,电解质为熔融碳酸钠,阴极反应式为3CO24e=C2CO32-,则阳极的电极反应式为_________________

【答案】

1①2 ②+18.7 kJ·mol-1

22NH3(g)CO2(g)===CO(NH2)2(s)H2O(l) ΔH=-134 kJ·mol1

3负极2NH3+6OH-6e= N2+6H2O

4①ac②2 CO32-4e===2CO2O2

【解析】

试题分析:(1①6FeO(s)+CO2(g)═2Fe3O4(s)+C(g)△H=-76.0KJmol-1该反应中每生成1molFe3O4,反应的二氧化碳物质的量为0.5mol1mol二氧化碳反应转移电子4mol0.5mol二氧化碳反应转移电子2mol,所以转移电子的物质的量2mol,故答案为:2

②6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)△H=-76.0kJmol-1C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+113.4kJmol-1

两热化学方程式相加除以2得:3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=(-76.0kJ/mol+113.4kJ/mol)÷2 =+18.7kJ/mol,故答案为:+18.7kJ/mol

2)由图示可知,两步反应的完成的热效应与一步完成的热效应是相同的,将两个反应相加可得2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-134 kJ/mol,故答案为:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=-134 kJ/mol

3)在燃料电池中,燃料做负极,则通入氨气的电极是负极,碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O,故答案为:负极;2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O

4依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程,故答案为:ac

上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程,电极反应为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2,故答案为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2

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