【题目】低碳经济成为一种重要的生活理念,二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向.
(1)以
与
为原料合成尿素[化学式为
的主要反应如下:
①
![]()
②
![]()
③
![]()
则
与
合成尿素和液态水的热化学方程式为____________
(2)用
催化加氢还可以制取二甲醚:
![]()
某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,
的平衡转化率如图所示。
![]()
①图中
三点对应的平衡常数分别为
,其三者大小的关系是____________.
②
温度下,将
和
充入
的密闭容器中,经过
反应达到平衡,则
内的平均反应速率
_______,平衡常数的数值
___________(列出计算式即可)。
(3)惰性材料做电极,电解强酸性的二氧化碳水溶液得到可得到多种燃料,其原理如图所示.则电解时,生成丙烯的电极反应式是___________________
![]()
(4)以
为原料制取碳黑(
)的太阳能工艺如图所示。过程2中发生反应的化学方程式为
;则过程1中每消耗
转移电子的物质的量为___________________.
![]()
(5)一定量
溶于
溶液中恰好得到
溶液,在常温下用
的盐酸对其进行滴定,所得滴定曲线如图所示.
点所得溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序是______________(
的电离常数为
、.
.)
![]()
【答案】2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0KJ/mol
3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O 2mol c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】
(1)依据盖斯定律作答;
(2)①该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动;温度不变,化学平衡常数不变,升高温度,化学平衡常数减小;
②建立三段式,依据三段式计算反应速率和平衡常数;
(3)在a电极上CO2发生得电子的还原反应生成C3H6,依据电解原理作答;
(4)依据过程2中的化学方程式可得出关系式6FeO
2Fe3O4
4e-,据此作答;
(5)c点得到的溶液为等浓度的NaHCO3与NaCl溶液,碳酸氢钠水解程度大于电离程度,据此分析作答。
(1)①
![]()
②
![]()
③
![]()
依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②-③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0 kJmol-1,
故答案为:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0 kJmol-1;
(2)①由图可知,A、C温度相同,化学平衡常数相同,B点温度高于A、C,KA、KB、Kc三者大小的关系是KA=Kc>KB,
故答案为:
;
②由图可知,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,经过5min反应达到平衡时,CO2的平衡转化率为60%,由题给数据建立如下三段式:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
起(mol/L) 3 6 0 0
变(mol/L) 1.8 5.4 0.9 2.7
平(mol/L) 1.2 0.6 0.9 2.7
则0~5min内的平均反应速率
=
=1.08 mol/(L·min);化学平衡常数K =
=
,
故答案为:1.08 mol/(L·min);
;
(3)根据图示,在a电极上CO2发生得电子的还原反应生成C3H6,a电极为阴极,电极反应式为3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O,
故答案为:3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O;
(4)①
,6FeO
2Fe3O4
4e-,所以1mol四氧化三铁反应转移2mol电子,
故答案为:2mol;
(5)c点对应的HCl的体积为25mL,与碳酸钠1:1反应生成的是等浓度的NaHCO3与NaCl,因碳酸氢根离子水解程度大于电离程度,使溶液显碱性,所以其离子浓度大小为:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。