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网站首页科学家经过研究，发现二氧化碳也是一种宝贵的碳氧资源．以CO2和NH3为原料合成尿素[CO（NH2）2]是利用CO2
二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源．以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例．在尿素合成塔中的
二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源．以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例．在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）△H1=a kJ?mol-1
反应Ⅱ：NH2CO2NH4（s）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H2=+72.49kJ?mol-1
总反应Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol-1
请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的△H1=______kJ?mol-1（用具体数据表示）．
（2）反应Ⅱ的△S______（填＞或＜）0，一般在______情况下有利于该反应的进行．
（3）反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多，图1为某特定条件下，不同水碳比
| n(H2O) |
| n(CO2) |
①其他条件相同时，为提高CO2的平衡转化率，生产中可以采取的措施是______（填提高或降低）水碳比．
②当温度高于190℃后，CO2平衡转化率出现如图1所示的变化趋势，其原因是______．
（4）反应Ⅰ的平衡常数表达式K1LWJoQPqz=______；如果起始温度相同，反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热（与外界没有热量交换）容器中进行，平衡常数K1将______（填增大、减少、不变）．
（5）某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c（CO2）的因素，在恒温下将0.4mol NH3和0.2mol CO2放入容积为2L的密闭容器中，t1时达到平衡过程中c（CO2）随时间t变化趋势曲线如图2所示．若其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L，请画出t1后c（CO2）随时间t变化趋势曲线（t2达到新的平衡）．
（6）尿素在土壤中会发生反应CO（NH2）2+2H2O?（NH4）2CO3．下列物质中与尿素有类似性质的是______．
A．NH2COONH4 B．H2NOCCH2CH2CONH2
C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2．
（1）反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）△H1=a kJ?mol-1
反应Ⅱ：NH2CO2NH4（s）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H2=+72.49kJ?mol-1
总反应Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol-1
由盖斯定律总反应Ⅲ-反应Ⅱ，得到2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）△H1=a=-159.47kJ?mol-1，
故答案为：-159.47；
（2）反应Ⅱ：NH2CO2NH4（s）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H2=+72.49kJ?mol-1，反应前后气体体积增大，△S＞0，焓变分析可知是吸热反应，△H＞0，所以依据反应自发进行的判断依据△H-T△S＜0，需要在高温下反应自发进行，
故答案为：＞；高温；
（3）①反应Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol-1，其他条件相同时，为提高CO2的平衡转化率，平衡正向进行，依据图象中的水碳比数据分析判断，生产中可以采取的措施是降低水碳比，二氧化碳转化率增大，故答案为：降低；
②反应Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol-1，是放热反应，升温高于190C，依据图象分析可知，二氧化碳转化率减小，因为温度升高，平衡逆向进行，
故答案为：温度高于190℃时，因为反应Ⅲ是放热反应，温度升高平衡向逆方向进行，CO2的平衡转化率降低；
（4）反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）△H1=-159.47kJ?mol-1，平衡常数K=1c(CO2)c2(NH3)；
起始温度相同，反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热（与外界没有热量交换）容器中进行，反应是放热反应，随反应进行温度升高平衡逆向进行，平衡常数减小，
故答日夏养花网案为：1c(CO2)c2(NH3)；减少；
（5）在恒温下将0.4mol NH3和0.2mol CO2放入容积为2L的密闭容器中，达到平衡时，
2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）
起始量（mol/L） 0.2 0.1 0
变化量（mol/L） 0.15 0.075
平衡量（mol/L） 0.05 0.025
t1时达到平衡过程中c（CO2）随时间t变化趋势曲线如图2所示．若其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L，二氧化碳浓度应增大到0.05mol/L，压强增大，平衡正向进行，由于生成物是固体，所以达到平衡状态，二氧化碳浓度保持不变，据此画出变化曲线为：
，故答案为：；
（6）尿素在土壤中会发生反应CO（NH2）2+2H2O?（NH4）2CO3．分析结构特征可知，物质性质取决于官能团，尿素中氨基和羰基相连和水反应生成铵根离子，所以选项中符合此结果特征的有类似性质：
A．NH2COONH4 ，结构中含有与羰基连接的氨基，故A符合；
B．H2NOCCH2CH2CONH2 结构中含有与羰基连接的氨基，故B符合；
C．HOCH2CH2OH，结构中不含有氨基，故C不符合；
D．HOCH2CH2NH2www.rixia.cc，分子中的氨基不是和羰基连接，不具备次性质，故D不符合；
故答案为：A、B．
反应Ⅱ：NH2CO2NH4（s）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H2=+72.49kJ?mol-1
总反应Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol-1
由盖斯定律总反应Ⅲ-反应Ⅱ，得到2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）△H1=a=-159.47kJ?mol-1，
故答案为：-159.47；
（2）反应Ⅱ：NH2CO2NH4（s）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H2=+72.49kJ?mol-1，反应前后气体体积增大，△S＞0，焓变分析可知是吸热反应，△H＞0，所以依据反应自发进行的判断依据△H-T△S＜0，需要在高温下反应自发进行，
故答案为：＞；高温；
（3）①反应Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol-1，其他条件相同时，为提高CO2的平衡转化率，平衡正向进行，依据图象中的水碳比数据分析判断，生产中可以采取的措施是降低水碳比，二氧化碳转化率增大，故答案为：降低；
②反应Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol-1，是放热反应，升温高于190C，依据图象分析可知，二氧化碳转化率减小，因为温度升高，平衡逆向进行，
故答案为：温度高于190℃时，因为反应Ⅲ是放热反应，温度升高平衡向逆方向进行，CO2的平衡转化率降低；
（4）反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）△H1=-159.47kJ?mol-1，平衡常数K=1c(CO2)c2(NH3)；
起始温度相同，反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热（与外界没有热量交换）容器中进行，反应是放热反应，随反应进行温度升高平衡逆向进行，平衡常数减小，
故答日夏养花网案为：1c(CO2)c2(NH3)；减少；
（5）在恒温下将0.4mol NH3和0.2mol CO2放入容积为2L的密闭容器中，达到平衡时，
2NH3（g）+CO2（g）?NH2CO2NH4（s）
起始量（mol/L） 0.2 0.1 0
变化量（mol/L） 0.15 0.075
平衡量（mol/L） 0.05 0.025
t1时达到平衡过程中c（CO2）随时间t变化趋势曲线如图2所示．若其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L，二氧化碳浓度应增大到0.05mol/L，压强增大，平衡正向进行，由于生成物是固体，所以达到平衡状态，二氧化碳浓度保持不变，据此画出变化曲线为：
，故答案为：；（6）尿素在土壤中会发生反应CO（NH2）2+2H2O?（NH4）2CO3．分析结构特征可知，物质性质取决于官能团，尿素中氨基和羰基相连和水反应生成铵根离子，所以选项中符合此结果特征的有类似性质：
A．NH2COONH4 ，结构中含有与羰基连接的氨基，故A符合；
B．H2NOCCH2CH2CONH2 结构中含有与羰基连接的氨基，故B符合；
C．HOCH2CH2OH，结构中不含有氨基，故C不符合；
D．HOCH2CH2NH2www.rixia.cc，分子中的氨基不是和羰基连接，不具备次性质，故D不符合；
故答案为：A、B．
（1）二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源，以下是固定二氧化碳的成功范． 例：CO2+2NH3═CO（NH2）2+X．此反应
（1）二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源，以下是固定二氧化碳的成功范． 例：CO2+2NH3═CO（NH2）2+X．此反应中物质X的化学式为______；若上述反应中，有44gCO2参加反应，则有______g NH3参加了反应．（2）现代文明追求“低碳生活”是指耗能尽量少，从而使碳特别是二氧化碳的排放量得以减低的生活．请举出一项“低碳生活”的具体行为：______．
（1）由题意“CO2+2NH3=CO（NH2）2+X”，根据质量守恒定律的元素守恒可知，反应前后元素种类不变，原子个数不变，则：反应前碳原子1个、氮原子2个、氧原子2个、氢原子6个；反应后碳原子1个、氮原子2个、氧原子1个、氢原子4个，故X物质的化学式是H2O．
设反应的氨气的质量是x
CO2+2NH3=CO（NH2）2+H2O
44 34
44g x
4434=44gx，解得x=34g
故答案为：H2O；34；
（2）日常生活中节能减排的实例很多，如不使用一次性筷子，或以步行代替乘车，或尽量采用自然光代替灯光等．
故答案为：不使用一次性筷子．
设反应的氨气的质量是x
CO2+2NH3=CO（NH2）2+H2O
44 34
44g x
4434=44gx，解得x=34g
故答案为：H2O；34；
（2）日常生活中节能减排的实例很多，如不使用一次性筷子，或以步行代替乘车，或尽量采用自然光代替灯光等．
故答案为：不使用一次性筷子．
氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点．（1）以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如
氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点．（1）以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下：
①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）；△H=-159.47kJ?mol-1
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=a kJ?mol-1
③2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=-86.98kJ?mol-1
则a为______．
（2）反应2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g） 在合成塔中进行．图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[
| n(NHLWJoQPqz3) |
| n(CO2) |
| n(H2O) |
| n(CO2) |
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为：A.0.6～0.7 B.1～1.1 C.1.5～1.61
生产中应选用水碳比的数值为______（选填序号）．
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右，而不是4.5的原因可能是______．
（3）尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：
NO+NO2+H2O=2HNO2 2HNO2+CO（NH2）2=2N2↑+CO2↑+3H2O．
①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳．若烟气中V（NO）：V（NO2）=5：1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V（空气）：V（NO）=______（空气中氧气的体积含量大约为20%）．
②图2是尿素含量对脱氮效率的影响，从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为______%．
（4）图3表示使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池．请写出该电池的正极反应式______．生产中可分离出的物质A的化学式为______．
（1）①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）；△H=-159.47kJ?mol-1
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=a kJ?mol-1
③2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=-86.98kJ?mol-1
依据热化学方程式和盖斯定律①+②=③，得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mol
a=+72.49KJ/mol；
故答案为：+72.49；
（2）①氨碳比相同时曲线Ⅰ二氧化碳的转化率大，所以生产中选用水碳比的数值为A；
故答案为：A；
②氨碳比在4.5时，需要氨气较多，但依据图象分析二氧化碳转化率增大不多，工业合成氨生成工艺较复杂，提高生产成本；
故答案为：氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2的转化率增加不大，提高了生产成本；
（3）①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳，即1：1，若烟气中V（NO）：V（NO2）=5：1时，设通入空气中氧气体积为x；
则2NO+O2=2NO2
2x x 2x
5?2x1+2x=1：1，
计算得到x=1
空气体积为5
所以同温同压下，V（空气）：V（NO）=1：1
故答案为：1：1；
②图象分析可知，当尿素浓度为5mol/L左右时，脱氮效率基本不变，所以从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为5%左右大达到较大的脱氮效率；
故答案为：5%；
（4）以N2、H2为原料，以HCl日夏养花网-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池，正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH4+，电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+；负极是氢气失电子生成氢离子，政绩生成铵根离子在电解质溶液中可以分离出氯化铵；
故答案为：N2+6e-+8H+=2NH4+； NH4Cl；
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=a kJ?mol-1
③2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=-86.98kJ?mol-1
依据热化学方程式和盖斯定律①+②=③，得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mol
a=+72.49KJ/mol；
故答案为：+72.49；
（2）①氨碳比相同时曲线Ⅰ二氧化碳的转化率大，所以生产中选用水碳比的数值为A；
故答案为：A；
②氨碳比在4.5时，需要氨气较多，但依据图象分析二氧化碳转化率增大不多，工业合成氨生成工艺较复杂，提高生产成本；
故答案为：氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2的转化率增加不大，提高了生产成本；
（3）①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳，即1：1，若烟气中V（NO）：V（NO2）=5：1时，设通入空气中氧气体积为x；
则2NO+O2=2NO2
2x x 2x
5?2x1+2x=1：1，
计算得到x=1
空气体积为5
所以同温同压下，V（空气）：V（NO）=1：1
故答案为：1：1；
②图象分析可知，当尿素浓度为5mol/L左右时，脱氮效率基本不变，所以从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为5%左右大达到较大的脱氮效率；
故答案为：5%；
（4）以N2、H2为原料，以HCl日夏养花网-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池，正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH4+，电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+；负极是氢气失电子生成氢离子，政绩生成铵根离子在电解质溶液中可以分离出氯化铵；
故答案为：N2+6e-+8H+=2NH4+； NH4Cl；
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本文标题: 科学家经过研究，发现二氧化碳也是一种宝贵的碳氧资源．以CO2和NH3为原料合成尿素[CO（NH2）2]是利用CO2
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