题目内容

18．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CO2（g）+2NH3（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-134kJ/mol．
（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CO2+NH3．H2O=NH4HCO3．
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0.13mol（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碳酸氢铵受热易分解生成CO2．

（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、1molCO1molCH3OH2mol CH3OH
①能代表丙反应的曲线是I（选填I、II），a、b点的压强关系为Pa＞Pb（填＞、＜、=），理由是平衡时a点甲醇的物质的量分数小，则总物质的量大．
②b点时反应吸收的能量为11.25kJ．

分析 （1）用CO2和氨气合成尿素，由图可知放热为（272kJ-138kJ）=134kJ；
（2）①氨水捕集烟气中的CO2生成碳酸氢铵，由反应物、生成物书写化学方程式；
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，则$\frac{x}{12%}$=$\frac{0.052×1{0}^{3}L/h×0.5h}{22.4L/mol}$×91.6%；
③碳酸氢铵不稳定，受热易分解；
（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；物质的量越大、压强越大；
②b点时甲醇物质的量分数为0.7，则
         CH3OH（g）?2H2（g）+CO（g）
开始       1                     0             0
转化      x                       2x           x
平衡   1-x                     2x             x
$\frac{1-x}{1-x+2x+x}$=0.7，解得x=$\frac{1}{8}$mol，结合物质的量与热量成正比来解答．

解答 解：（1）由图可知放热为（272kJ-138kJ）=134kJ，则CO2和氨气合成尿素热化学方程式为CO2（g）+2NH3（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-134kJ/mol，
故答案为：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，
故答案为：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，
则$\frac{x}{12%}$=$\frac{0.052×1{0}^{3}L/h×0.5h}{22.4L/mol}$×91.6%，解得x=0.13mol，
故答案为：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，
故答案为：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，
故答案为：I；＞；平衡时a点甲醇的物质的量分数小，则总物质的量大；
②b点时甲醇物质的量分数为0.7，则
         CH3OH（g）?2H2（g）+CO（g）△H=+90kJ/mol
开始       1                     0             0
转化      x                       2x           x
平衡   1-x                     2x             x
$\frac{1-x}{1-x+2x+x}$=0.7，解得x=$\frac{1}{8}$mol，
可知b点时反应吸收的能量为$\frac{1}{8}$mol×90kJ/mol=11.25kJ，
故答案为：11.25．

点评 本题考查较综合，涉及热化学方程式、化学平衡计算、平衡移动等，为高频考点，把握图象及表格数据、化学反应原理的应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的综合考查，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（　　）
A．活性炭具有还原性，可用作冰箱除味剂
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9．SO3是工业上重要的中间体，从结构上去研究和认识它很有必要．已知SO3有单 体、三聚体和纤维状分子．
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6．利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO．制备流程图如下：

己知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似．下列相关说法错误的是（　　）
A．用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用是去除油污、溶解镀锌层
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13．镁是一种重要的金属资源，在各领域都具有重要的作用．
（1）皮江法炼镁是我国生产镁的重要方法，其实质是在高温和真空条件下，有氧化钙存在时，通过硅还原氧化镁生成镁蒸气，与反应生成的固体硅酸二钙（2CaO•SiO2）相互分离，并经冷凝得到结晶镁．写出该反应的化学反应方程式Si+2MgO+2CaO=2CaO•SiO2+2Mg．
电解槽中先得到的是镁的蒸气，镁蒸气可以在下列D（填编号）气体氛围中冷却．
A．空气        B．氮气        C．水蒸气        D．氢气
（2）目前发达国家80%的镁来自于电解熔融氯化镁．电解原料无水氯化镁可由海水制备．主要有以下步骤：①在干燥的HCl气流中加热脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩冷却结晶．
其步骤先后顺序是②④③⑤④①（步骤可重复使用）；在干燥的HCl气流中加热时，能得到无水MgCl2，其原因是HCl抑制MgCl2的水解．
（3）已知某温度下Mg（OH）2的Ksp=6.4×l0-12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10-5mol•L-1可视为沉淀完全，则此温度下应保持溶液中c（OH-）≥8×10-4 mol•L-1．
（4）在Mg（OH）2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液，溶液变澄清．反应原因可能有两个：一是NH4+水解产生H+，H+再与Mg（OH）2反应；二是Mg（OH）2（s）+2NH4+=Mg2++2NH3•H2O（用离子方程式表示）．
要验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，可选取C代替NH4Cl溶液作对照实验．
A．NH4NO3       B．（NH4）2SO4     C．CH3COONH4      D．NH4HCO3
（5）镁电池是近年来科学技术研究的热点之一，如图为Mg-NaClO燃料电池结构示意图．其工作时Mg作Y（填“X”或“Y”）电极，正极的电极反应式：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-．
3．利用H2和O2制备H2O2的原理为①H2（g）+A（1）?B（1）△H1       ②O2（g）+B（1）?A（1）+H2O2（1）△H2巳知：A、B均为有机物，两个反应均能自发进行，下列说法正确的是（　　）
A．△H2＞0
B．B为H2和O2制备H2O2的催化剂
C．反应①的正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．H2（g）+O2（g）?H2O2（1）的△H＜0
10．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（　　）
A．FeS2$\stackrel{O_{2}/高温}{→}$SO2$\stackrel{H_{2}O_{2}（aq）}{→}$H2SO4
B．Cu2（OH）2CO3$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CuSO4（aq）$\stackrel{Na}{→}$Cu
C．MgCl2（aq）$\stackrel{△}{→}$MgCl2（s）$\stackrel{电解}{→}$Mg
D．1mol•L-1HCl（aq）$\stackrel{MnO_{2}/△}{→}$Cl2$\stackrel{石灰乳}{→}$Ca（ClO）2
15．某化学反应2X（g）=Y（g）+Z（s）的能量变化如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．引发该反应一定需要加热或点燃等条件
B．E1逆反应的活化能，E2是正反应的活化能
C．催化剂能减小E1和E2，但不改变反应的焓变
D．X、Y、Z表示的反应速率之比为2：1：1
16．元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛．
（1）氯元素同族的下一周期元素的原子结构示意图为，碘是紫黑色（填颜色）固体物质．（2）牙齿的损坏实际上是牙釉质羟基磷灰石[Ca5（PO4）3OH]溶解的结果，糖沾附在牙齿上，在酶的作用下产生酸性物质，易造成龋齿．使用含氟牙膏会保护牙齿，因为氟离子会跟羟基磷灰石[Ca5（PO4）3OH]发生反应生成氟磷灰石，氟磷灰石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀氟，用离子方程式表示这一过程Ca5（PO4）3OH（S）+F- （aq）?Ca5（PO4）3 F（S）+OH-（aq）．此外氟离子还能抑制口腔细菌产生酸，含氟牙膏已经普遍使用．
（3）碘被称为“智力元素”，碘酸钾（KIO3）是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水．碘酸钾在酸性介质中与碘化钾生成单质碘．写出该反应的离子方程式IO3-+5I-+6H+═3H2O+3I2．
（4）①电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开．在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅．
已知：3I2+6OH-═IO3-+5I-+3H2O
下列说法正确的是ABCD
A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-═H2↑+2OH-
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3-
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O═KIO3+3H2↑（条件通电）
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式会改变
②电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

步骤⑤的操作名称干燥
（5）已知：I2+2S2O32-=S4O62-+2I-．溶度积常数Ksp（CuCl）=1.7×10-7 Ksp（ CuI）=1.3×10-12
用“间接碘量法”测定含有CuCl2•2H2O晶体的试样（不含能与I-发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下：取a g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀．用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液b mL．
①可选用淀粉溶液作滴定指示剂，滴定终点的现象是滴最后一滴硫代硫酸钠时，溶液蓝色褪去，半分钟内不恢复．
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2．
③该试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为$\frac{171bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%．

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