题目内容
尿素[CO（NH2）2]是一种非常重要的高氮化肥，以天然气（含H2S）为原料 合成尿素的主要步骤如图1所示（图中某些转化步骤未列出）．
请回答下列问题：
（1）反应①的离子方程式是______
（2）天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与02反应的化学方程式是______．
（3）反应②是放热反应，温度升高，该反应的平衡常数______ （填“增大”、“减小”或“不变”）．H2NCOONH4 （氨基甲酸铵）是合成尿素的中间体，其中碳原子的杂化轨道类型是______杂化．
（4）如果整个生产过程釆用绿色化学工艺，则生产 120t尿素理论上需要CH4______m3 （标准状况）．
（5）化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电！用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产 生净化的水又能发电．尿素燃料电池结构如图2所示，工作时负极的电极反应式为______．
解：（1）反应①发生二氧化碳与碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾，其离子反应为CO32-+CO2+H2O═2HCO3-，故答案为：CO32-+CO2+H2O═2HCO3-；
（2）Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S，该反应为2Fe2S3+6H2O+3O2═4Fe（OH）3+6S，故答案为：2Fe2S3+6H2O+3O2═4Fe（OH）3+6S；
（3）反应②为合成氨的反应，放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则平衡常数K减小；H2NCOONH4中的C原子上没有孤对电子，成键数为3，C原子采取sp2杂化，
故答案为：减小；sp2；
（4）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，则生产120t尿素理论上需要CH4为
×22.4L/mol×10-3m3=4.48×104m3，故答案为：4.48×104；
（5）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳，负极反应为CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+，
故答案为：CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+．
分析：（1）反应①发生二氧化碳与碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾；
（2）Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S；
（3）反应②为合成氨的反应，放热反应，温度升高，平衡逆向移动；H2NCOONH4中的C原子上没有孤对电子，成键数为3；
（4）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，以此计算；
（5）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳．
点评：本题以尿素的合成为信息考查化学用语及化学平衡、电化学等知识，综合性较强，题目难度中等，（5）为学生解答的难点和易错点．
（2）Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S，该反应为2Fe2S3+6H2O+3O2═4Fe（OH）3+6S，故答案为：2Fe2S3+6H2O+3O2═4Fe（OH）3+6S；
（3）反应②为合成氨的反应，放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则平衡常数K减小；H2NCOONH4中的C原子上没有孤对电子，成键数为3，C原子采取sp2杂化，
故答案为：减小；sp2；
（4）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，则生产120t尿素理论上需要CH4为
×22.4L/mol×10-3m3=4.48×104m3，故答案为：4.48×104；（5）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳，负极反应为CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+，
故答案为：CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+．
分析：（1）反应①发生二氧化碳与碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾；
（2）Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S；
（3）反应②为合成氨的反应，放热反应，温度升高，平衡逆向移动；H2NCOONH4中的C原子上没有孤对电子，成键数为3；
（4）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，以此计算；
（5）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳．
点评：本题以尿素的合成为信息考查化学用语及化学平衡、电化学等知识，综合性较强，题目难度中等，（5）为学生解答的难点和易错点．
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