氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。

(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=akJ/mol

③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98kJ/mol

则a为_____________。

(2)反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。下图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。

图1 图2 图3

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为:

A.0.6~0.7 B.1~1.1 C.1.5~1.61

生产中应选用水碳比的数值为_____________(选填序号)。

②生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是_____________。

(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:

NO+NO2+H2O=2HNO2

2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。

①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=________(空气中氧气的体积含量大约为20%)。

②图2是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为________%。

(4)图3表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式_____________。生产中可分离出的物质A的化学式为_____________。

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