[题目]碳及其化合物广泛存在于自然界.请回答下列问题:(1)以CO2与NH3为原料可合成尿素[CO(NH2)2].已知:①2NH3(g) + CO2(g) === NH2COONH4(s) △H＝-159.47 kJ·mol-1②NH2COONH4(s) === CO(NH2)2(s) + H2O(g) △H＝+116.49 kJ·mol-1③H2O(l) === H2O(g) △H� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题：

（1）以CO2与NH3为原料可合成尿素[CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g) ＋ CO2(g) === NH2COONH4(s) △H＝-159.47 kJ·mol-1

②NH2COONH4(s) === CO(NH2)2(s) ＋ H2O(g) △H＝+116.49 kJ·mol-1

③H2O(l) === H2O(g) △H＝+88.0 kJ·mol-1

写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式_____________。

（2）海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。

①溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在，即：CO2、H2CO3、___________、_________。

②在海洋碳循环中，可通过右图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式_____________。

（3）常温常压下，空气中的CO2溶于水中达到平衡时，其转化关系如下：

①CO2 + H2OH2CO3 K=1.8×10-3

②H2CO3H++HCO3- K a 1=4.3×10-7，

③HCO3-H++CO32- K a2=5.6×10-11，

通常情况下，海水的pH约为8，若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则溶液中c(CO2)=____ mol/L。（保留两位有效数字）

（4）为了测量某湖水中无机碳含量，量取100mL湖水，酸化后用 N2吹出CO2，再用NaOH溶液吸收。用1.0mol/L盐酸滴定吸收液，生成的V(CO2)随V(盐酸) 变化关系如左图所示，则吸收液中离子浓度由大到小的顺序为______，湖水中无机碳的浓度为___mol/L。

（5）用CO2和天然气可以制备CO和H2，CO2(g) +CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。密闭容器中浓度均为0. 1 mol/L的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4 的平衡转化率与温度及压强的关系如右图所示，则压强P1 ____P2（填“>”或“<”）。若P2= 3MPa，则T°C时该反应的平衡常数 Kp =_____MPa2

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

【答案】 2NH3(g)+CO2=CO(NH2)(s)+H2O(l) △H=-130.98kJ/mol HCO3- CO32- Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O 1.3×10-7mol/L c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+) 0.2 < 4

【解析】（1）本题考查热化学反应方程式的计算，①＋②－③得到2NH3(g)+CO2=CO(NH2)(s)+H2O(l) △H=(－159.47＋116.49－88)kJ·mol－1=－130.98kJ·mol－1；（2）①本题考查弱电解质的电离，H2CO3是二元弱酸，在水中发生电离，即H2CO3HCO3－＋H＋、HCO3－＋H2OCO32－＋H＋，因此还含有的碳元素的形式为HCO3－和CO32－；②根据为示意图，参加反应的物质是Ca2＋和HCO3－，生成物是CaCO3和CO2，因此离子方程式为Ca2＋＋2HCO3－=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；（3）本题考查平衡常数的计算，忽略水的电离和HCO3－的电离，pH=8，因此溶液中c(H＋)=10－8mol·L－1，根据②溶液中c(HCO3－)=c(H＋)10－8，根据Ka1=c(H＋)×c(HCO3－)/c(H2CO3)，代入数值，得到c(H2CO3)=10－16/4.3×10－7mol·L－1，根据K=c(H2CO3)/c(CO2)，代入数值，c(CO2)=10－16/(4.3×10－7×1.8×10－3)mol·L－1=1.3×10－7mol·L－1；（4）本题考查离子浓度的大小比较以及物料守恒，根据V(CO2)和V(HCl)的关系图，推出反应后溶液中溶质为NaHCO3和Na2CO3，且两者物质的量相等，因此CO32－的水解程度大于HCO3－，因此离子浓度大小顺序是c(Na＋)>c(HCO3－)>c(CO32－)>c(OH－)>c(H＋)，加入30mL盐酸，气体达到最大，即此时的溶质为NaCl，n(Na＋)=n(NaCl)=n(HCl)=30×10－3×1mol=3×10－2mol，因此n(Na2CO3)=0.01mol，n(NaHCO3)=0.01mol，即碳元素守恒，无机碳的浓度为(0.01＋0.01)/100×10－3)mol·L－1=0.2mol·L－1；（5）考查勒夏特列原理，以及平衡常数的计算，增大压强平衡向逆反应方向移动，即甲烷的转化率降低，即P2>P1；CO2(g) +CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)