Question

【題目】科學家們對CO2的應用研究日新月異。

(1)合成尿素的原料是CO2和NH3，合成原理分兩步：

①合成氨基甲酸銨：CO2(g)＋2NH3(g)===NH2COONH4(s) ΔH＝－159.47 kJ/mol

②氨基甲酸銨分解：NH2COONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝＋28.49 kJ/mol

則2 mol CO2完全反應合成尿素所________(填“吸收”或“釋放”)的熱量為________。

(2)最近科學家們研制成功一種新型催化劑，能將CO2轉變為甲烷。在常壓，300 ℃，CO2與H2體積比為1∶4時反應，CO2轉化率達90%。

①寫出此反應的化學方程式：_______________________。

②某興趣小組，在一定條件下，在體積為V L的密閉容器中，模擬發生此反應達到化學平衡狀態。該反應的平衡常數表達式為__________________________；

由下圖可知升高溫度，K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)；300 ℃時，從反應開始到達到平衡，以H2的濃度變化表示化學反應速率：______________(用nA、tA、V表示)。

Answer 1

【答案】(1)釋放 261.96 kJ

(2)①CO2＋4H2CH4＋2H2O

②K＝ 減小 mol/(L·min)

【解析】(1)根據蓋斯定律，①＋②得CO2(g)＋2NH3(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－130.98 kJ/mol，故2 mol CO2完全反應合成尿素所釋放的熱量為261.96 kJ。(2)根據反應物的體積比及產物中有CH4，可得出此反應的化學方程式為CO2＋4H2CH4＋2H2O；該反應的平衡常數表達式為K＝；從圖中看出該反應為放熱反應，故升高溫度，K將減小；依據化學反應速率的定義知，300 ℃時，從反應開始到達到平衡，以H2的濃度變化表示的化學反應速率是 mol/(L·min)。