资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品.
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH22].已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H=-159.47kJ?mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH22(s)+H2O(g)△H=+116.49kJ?mol-1
③H2O(l)=H2O(g)△H=+88.0kJ?mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式
 

(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2mol?L-1,H2:0.8mol?L-1,CH4:0.8mol?L-1,H2O:1.6mol?L-1,起始充入CO2和H2的物质的量分别为
 
 
.CO2的平衡转化率为
 

②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II,在I中充入1mol CO2和4mol H2,在Ⅱ中充入1mol CH4和2mol H2O(g),300℃下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是
 
(填字母).
A.容器I、Ⅱ中正反应速率相同      
B.容器I、Ⅱ中CH4的物质的量分数相同
C.容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D.容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
①上述生产过程的能量转化方式是
 

②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为
 
,阴极的电极反应式为
 
2013年12月杭州多日被雾霾笼罩,有报道称雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上.已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、燃烧源超细颗粒(PM2.5)等有害物质.目前,已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法.
Ⅰ.在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放.
已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ?mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ?mol-1
(1)尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=
 

(2)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ?mol-1、497kJ?mol-1,则NO分子中化学键的键能为
 
kJ?mol-1
(3)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率.图1表示在其他条件不变时,反应:
2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线.若催化剂的表面积S1>S2,在图1中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
Ⅱ.还原法.用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2 (g)△H.某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

浓度/mol?L-1

时间/min
NON2CO2
00.10000
100.0580.0210.021
200.0400.0300.030
300.0400.0300.030
400.0320.0340.017
500.0320.0340.017
(1)T1℃时,该反应的平衡常数K=
 
(保留两位小数).
(2)30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
 

(3)若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为 5:3:3,则该反应的
△H
 
0(填“>”、“=”或“<”).
Ⅲ.变废为宝.
(1)CO可用于合成CH3OH,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),在一定温度压强下(甲醇为气体),在容积为2L的密闭容器中通入0.2mol CO与0.4mol H2,达平衡时CO的转化率50%,再加入1.0mol CO后重新达到平衡,则CO的转化率
 
(填“增大”、“不变”或“减小”),CH3OH的体积分数
 
(填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物 Y,有关电极反应可表示为
 
2013年我国煤炭产量35.2亿吨,约占一次能源生产总量78.6%;煤炭消费总量35.7亿吨,约占一次能源消费总量72.8%.中国富煤缺油少气的能源资源状况决定了在今后较长时期内,煤炭仍将是中国的主要能源.
Ⅰ.煤燃烧的反应热可通过以下两种途径来利用:
a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;
b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧.
这两个过程的热化学方程式为:
a.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=E1 ①
b.C(s)+H20(g)=CO(g)+H2(g)△H=E2 ②
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=E3
CO(g)+
1
2
O2(g)=C02(g)△H=E4 ④
请回答:
(1)与途径a相比,途径b有较多的优点,即
 

(2)上述四个热化学方程式中的哪个反应△H>0?
 

(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是
 

A.a比b多       B.a比b少         C.a与b在理论上相同
(4)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为
 

Ⅱ.煤炭的燃烧产生的废气是大气的主要污染来源.
(1)已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量,该反应的热化学方程式是
 

(2)如图是SO2生成SO3反应过程中能量变化的曲线图.该反应的热化学方程式为:
 

Ⅲ.煤炭在合成氨工业上用来生产原料气氢气和提供能量.已知:拆开1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键需要的能量分别是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2完全反应生成NH3的反应热为
 
,1mol H2完全反应生成NH3所放出的热量为
 
 0  137076  137084  137090  137094  137100  137102  137106  137112  137114  137120  137126  137130  137132  137136  137142  137144  137150  137154  137156  137160  137162  137166  137168  137170  137171  137172  137174  137175  137176  137178  137180  137184  137186  137190  137192  137196  137202  137204  137210  137214  137216  137220  137226  137232  137234  137240  137244  137246  137252  137256  137262  137270  203614 

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