Question

【题目】减少CO2的排放以及CO2的资源化利用具有重要意义。

（1）H2NCOONH4是工业合成尿素[CO（NH2）2]的中间产物，该反应的能量变化示意图如图甲所示，用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为_____。

（2）用氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐，是减少CO2排放的可行措施之一。

①写出氨水捕集烟气中的CO2生成碳酸氢铵的主要化学方程式_____。

②分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO2，CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如图乙所示，烟气中CO2的含量为12%，烟气通入氨水的流量为0.052m3/h（标准状况），用pH为12.81的氨水吸收烟气30min，脱除的CO2的物质的量最多为_____（精确到0.01）。

③通常情况下温度升高，CO2脱除效率提高，但高于40℃时，脱除CO2效率降低的主要原因是_____。

（3）将CO2和甲烷重整制合成气（CO和H2）是CO2资源化利用的有效途径．合成气用于制备甲醇的反应为2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=﹣90kJ/mol．在T1℃时，容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应过程如下图所示。

容器	甲	乙	丙
起始反应物投入量	2molH2、1molCO	1molCH3OH	2mol CH3OH

①能代表丙反应的曲线是_____（选填I、II），a、b点的压强关系为Pa_____Pb（填＞、＜、=），理由是_____。

②b点时反应吸收的能量为_____kJ。

Answer 1

【答案】CO2（g）+2NH3（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣134kJ/mol CO2+NH3·H2O=NH4HCO3 0.13mol 碳酸氢铵受热易分解生成CO2 I ＞ 平衡时a点甲醇的物质的量分数小，则总物质的量大 11.25

【解析】

（1）由图可知放热为（272kJ﹣138kJ）=134kJ，则CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为CO2（g）+2NH3（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=－134kJ/mol；（2）①氨水捕集烟气中的CO2生成碳酸氢铵，化学方程式为CO2+NH3·H2O=NH4HCO3；②由图可知，pH为12.81的氨水吸收烟气时脱除的CO2的效率为91.6%，设脱除的CO2的物质的量最多为x，由CO2+NH3·H2O=NH4HCO3可知，，解得x=0.13mol；③通常情况下温度升高，CO2脱除效率提高，但高于40℃时，脱除CO2效率降低的主要原因是碳酸氢铵受热易分解生成CO2；（3）①由表格数据可知，均极限转化为甲醇时，甲、乙中起始量相同，丙中最大，且图中曲线I平衡时甲醇含量大，则能代表丙反应的曲线是I；物质的量越大、压强越大，2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）为气体体积减小的反应，a点甲醇的物质的量分数小，则总物质的量大，即Pa＞Pb；②b点时甲醇物质的量分数为0.7，则

CH3OH（g）2H2（g）+CO（g）△H=+90kJ/mol

起始量（mol） 1 0 0

转化量（mol） x 2x x

平衡量（mol） 1﹣x 2x x

，解得x=1/8mol，可知b点时反应吸收的能量为1/8mol×90kJ/mol=11.25kJ。