Question

【題目】資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業產品。

（1）以CO2與NH3為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

試寫出NH3和CO2合成尿素和液態水的熱化學方程式______________。

（2）已知：

化學鍵	Si—Cl	H—H	H—Cl	Si—Si
鍵能/kJ·mol－1	360	436	431	176

且硅晶體中每個硅原子和其他4個硅原子形成4個共價鍵。工業上所用的高純硅可通過下列應反制�。�SiCl4（g）＋2H2（g）Si（s）＋4HCl（g），該反應的△H＝___ kJ·mol－1。

（3）在一定條件下，二氧化碳轉化為甲烷的反應如下：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g） ΔH＜0向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃時發生上述反應，達到平衡時各物質的濃度分別為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的物質的量分別為_____、_____，CO2的平衡轉化率為______。

（4）觀察如圖所示的兩個裝置，圖1裝置中銅電極上產生大量的無色氣泡，圖2裝置中銅電極上無氣體產生，而鉻電極上產生大量的有色氣體。根據上述現象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學性質為

① ____________________________________。

② ____________________________________。

Answer 1

【答案】2NH3（g）＋CO2（g）＝CO（NH2）2（s）＋H2O（l） △H ＝－130.98 kJ·mol1 +236 2mol 8mol 80% 金屬鉻的活潑性比銅強且能和稀硫酸反應生成H2 金屬鉻易被稀硝酸鈍化

【解析】

（1）根據蓋斯定律計算；

(2)根據焓變等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能進行計算；

（3）依據化學平衡三段式列式計算；

(4)圖1裝置銅電極上產生大量的無色氣泡，說明Cr的活潑性大于Cu，能和稀硫酸反應生成H2；而圖2裝置中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量有色氣體，說明Cr和硝酸能產生鈍化現象。

（1）①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-159.47kJmol-1

②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.49kJmol-1

③H2O（l）=H2O（g）△H=+88.0kJmol-1

依據蓋斯定律：①+②-③得：

2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-130.98 kJmol-1；

(2) △H＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=4×360+2×436-2×176-4×431=+236（kJ·mol－1）

（3）向一容積為2L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃時發生上述反應，達到平衡時各物質的濃度分別為CO2 0.2molL-1，H2 0.8molL-1，CH4 0.8molL-1，H2O 1.6molL-1 ，起始充CO2和H2的物質的量分別為x、y；

x=1.6mol+0.4mol=2mol，y=6.4mol+1.6mol=8mol；

CO2的平衡轉化率=×100%=80%；

(4)由圖1可知還原性Cr>Cu，但在稀硝酸中卻出現了反常，結合稀硝酸的氧化性，不難推測鉻被稀硝酸鈍化，導致活性降低，

故答案為：①金屬鉻的活潑性比銅強且能和稀硫酸反應生成H2；②金屬鉻易被稀硝酸鈍化。