Question

【题目】二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。

（1）以CO2与NH3为原料合成尿素[CO(NH2)2]的技术已十分成熟。已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.47 kJmol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=+28.49kJmol-1

③H2O(g)=H2O(l) △H=-88.0kJmol-1

则NH3和CO2合成尿素和气态水的热化学方程式为___。

（2）已知：工业上在120℃条件下利用NH3和CO2合成尿素。在恒温恒容条件下，下列能说明合成尿素反应达平衡的是___

A.NH3和CO2的比例保持不变

B.混合气体的压强不再发生变化

C.2v(NH3)(正)=v(CO2)(逆)

D.混合气体的密度不再改变

（3）氨碳比[]对合成尿素有重要影响。恒温恒容条件下，在一个2L的密闭容器中将总物质的量为nmol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，NH3的转化率变化如图所示；当[]=2时，平衡吋测得尿素的物质的量为1mol，则n=___。此温度下该反应的化学平衡常数K=___。

（4）研究人员设计出一种新型太阳能电池，能直接把CO2和H2O转化为CO、H2和O2，原理如图所示，该装置中能量转化方式为___，催化剂b表面的电极反应式为___。

Answer 1

【答案】2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-42.98kJmol-1 BD 3.75 64 太阳能转化为电能，电能转化为化学能 2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)、2H++CO2+2e-=CO+H2O

【解析】

（1）根据盖斯定律进行计算；

（2）根据化学平衡状态判断标准正逆反应速率相等；各组分浓度保持不变及由此衍生的物理量进行分析；

（3）根据三段式进行分析计算转化率及平衡常数；

（4）由图可知，该装置中能量转化方式为太阳能转化为电能，电能转化为化学能；由图可知，催化剂b一侧为正极，氢离子、二氧化碳得电子发生还原反应。

由热化学方程式和盖斯定律，反应可得和合成尿素和气态水的热化学方程式为：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-42.98kJmol-1，

故答案为：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-42.98kJmol-1；

如果和最初按化学计量数充入，则无论平衡与否，其比例保持不变，故A错误；

B.在恒温恒容条件下，反应达平衡时混合气体的物质的量不再变化，压强也不再发生变化，故B正确；

C.当正逆时反应达平衡状态，故C错误；

D.达平衡时混合气体的质量不再改变，在恒温恒容条件下密度也不再改变，故D正确，

故选BD；

根据题意，由三段式：

起始量 2x x 0 0

转化量 2 1 1 1

平衡量 1 1

当时，由图可知的转化率为，则，，

总物质的量为，此温度下该反应的化学平衡常数，

故答案为：64；

由图可知，该装置中能量转化方式为太阳能转化为电能，电能转化为化学能；由图可知，催化剂b一侧为正极，其表面的电极反应式为：或、，

故答案为：或、。