（15分）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(NH2)2]。已知：①2

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（15分）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(NH2)2]。已知：①2

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（15分）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(NH2)2]。已知：
①2NH3（g）＋ CO2（g）＝ NH2CO2NH4（s）    △H ＝ -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4（s）＝ CO(NH2)2（s）＋ H2O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol-1
③H2O（l）＝ H2O（g） △H ＝+88.0 kJ·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)  ΔH＜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1 molCO2,和4 molH2，在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(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                          。
答案
（1）2NH3（g）＋ CO2（g）＝CO(NH2)2（s）＋H2O（l）△H ＝—130.98 kJ·mol－1 （3分）
（2）①2mol（1分）；8mol（1分）；80% （2分） ②CD（2分）
（3）①太阳能和电能转化为化学能（2分）
②2CO32－－4e－=2CO2↑+O2↑（2分）；3CO2+4e－=C+2CO32－（2分）
解析

试题分析：（1）由①＋②－③可得：2NH3(g)＋ CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(l) △H ＝—130.98 kJ·mol－1 （3分）
（2）①假设起始的二氧化碳的物质的量为xmol，氢气的物质的量为ymol：
CO2(g)    +    4H2(g)         CH4(g)   +    2H2O(g)  ΔH＜0
起始物质的量：    xmol         ymol                0             0
转化物质的量：   1.6mol        6.4mol              1.6mol         3.2mol
平衡物质的量：  0.4mol         1.6mol              1.6mol         3.2mol
那么：x＝0.4mol＋1.6mol＝2.0mol      y＝6.4mol＋1.6mol＝8.0mol
CO2的平衡转化率为：
②A、容器I、II中的起始反应物不一样，因此正反应速率不一定相等，错误；B、如果不是一个绝热容器，那么在两个容器中按题中的投料是等效平衡，也就是说两个容器中甲烷的含量应该相等，但这是一个绝热的容器，如果是二氧化碳和氢气生成甲烷和水，正反应是放热反应，放出的热量使容器温度升高，升高温度会使得平衡逆向移动，使得甲烷的含量比前述的等效平衡时的要低，而投入甲烷和水，生成的是二氧化碳和氢气，要吸热，使得体系的温度降低，而温度的降低使得平衡正向移动，使得甲烷的含量比前述的等效平衡时的要高，因此容器I、II中CH4的物质的量分数不相同，错误；C、容器I中是在前述等效平衡的基础上逆向移动，容器II中是在前有识述等效平衡的基础上正向移动，所以容器I中CO2的物质的量比容器II中的多，正确；D、如果按照等效平衡来考虑的话，容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和等于1，但这是在绝热容器中，是在等效平衡的基础上又分别进行了移动，因此，容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1，正确。
（3）①从图中可知装置是将太阳能和电能转化为化学能（2分）
②阳极是失去电子的反应：2CO32－－4e－=2CO2↑+O2↑；阴极是得到电子的反应，得电子的物质只能是二氧化碳：3CO2+4e－=C+2CO32－。
举一反三
污染与环境保护已经成为现在我国最热门的一个课题，污染分为空气污染，水污染，土壤污染等。
（1）为了减少空气中SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)=CO(g)  ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：         。
该反应的平衡常数表达式为K＝        。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是     （选填序号）。
a．Ca(OH)2      b．CaCl2         c．Na2CO3       d．NaHSO3
（2）为了减少空气中的CO2，目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用，捕碳剂常用(NH4)2CO3，反应为：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)＝2NH4HCO3(aq)  ΔH3为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体（用氮气作为稀释剂），在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，其关系如图，则：

①ΔH3   0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T4～T5这个温度区间，容器内CO2气体浓度变化趋势的原因是：        。
（3）催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中，用H2将NO3-还原为N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强。则反应离子方程式为：   。
②电化学降解NO3-的原理如图，电源正极为：       （选填填“A”或“B”），阴极反应式为：        。

 
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能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ．已知：①Fe2O3(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g)   ΔH＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋l/2O2(g)＝CO2(g)    ΔH＝b kJ·mol－1
③C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝c kJ·mol－1
则反应4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s)的焓变ΔH＝       kJ·mol－1。
Ⅱ．依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是    （填序号)。
A．C(s)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH＞0  B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)  ΔH＜0
C．2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g) ΔH＞0  D．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)    ΔH＜0
若以稀硫酸为电解质溶液，则该原电池的正极反应式为                        。
Ⅲ．氢气作为一种绿色能源，对于人类的生存与发展具有十分重要的意义。
（1）实验测得，在通常情况下，1 g H2完全燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。则H2燃烧的热化学方程式为                                           。
（2）用氢气合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)  ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
①一定条件下，下列叙述可以说明该反应已达平衡状态的是       。
A．υ正(N2)＝υ逆(NH3)
B．各物质的物质的量相等
C．混合气体的物质的量不再变化
D．混合气体的密度不再变化
②下图表示合成氨反应达到平衡后，每次只改变温度、压强、催化剂中的某一条件，反应速率υ与时间t的关系。其中表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段时间是       。图中t3时改变的条件可能是        。

③温度为T℃时，将4a mol H2和2a mol N2放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%，则反应的平衡常数为                。
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2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO (g)2CO2 (g) +N2 (g)在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：

①该反应的平衡常数表达式为   。
②该反应的ΔH   0（选填“＞”、“＜”）。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化     学反应速率。若催化剂的表面积S1＞S2，在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
① 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污
染。
CH4(g)＋2NO2(g) = N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) =－867kJ·mol－1
2NO2(g)  N2O4(g)                    =－56.9kJ·mol－1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式   。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可  达到低碳排放的目的。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。写出上述光电转化过程的化学反应方程式                     。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是        (填a→b或b→a) 。

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（10分）工业上制备BaCl2的工艺流程图如图：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查资
料得：
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)  ΔH1 = +571．2 kJ·mol-1  ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s)  ΔH2= +226．2 kJ·mol-1  ②
（1）①制备BaCl2的工艺流程图中气体A用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为                                                  。
②常温下，相同浓度的Na2S和NaHS溶液中，下列说法正确的是    （填字母）。
A．Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小
B．两溶液中含有的离子种类不同
C．两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸，产生气体速率相等
D．两溶液中加入NaOH固体，c(S2-)都增大
E．NaHS溶液中：c(Na+) ＞c(HS-) ＞c(OH-) ＞c (H+)
（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，=       。 【已知：Ksp(AgBr)=5．4×10-13，Ksp(AgCl)=2．0×10-10】
（3）反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的ΔH =                     
（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是：              （只要求答一条）。
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盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义，有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以用盖斯定律间接求得。已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出x kJ热量；已知每摩尔单质碳完全燃烧生成CO2放出热量为y kJ，则1 mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为
A．－y kJ·mol－1 B．－(10x－y)kJ·mol－1
C．－(5x－0.5y)kJ·mol－1 D．＋(10x－y)kJ·mol－1

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