(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CO
2与NH
3为原料可合成化肥尿素[CO(NH
2)
2]。已知:
①2NH
3(g)+ CO
2(g)= NH
2CO
2NH
4(s) △H = -159.47 kJ·mol
-1②NH
2CO
2NH
4(s)= CO(NH
2)
2(s)+ H
2O(g) △H = +116.49 kJ·mol
-1③H
2O(l)= H
2O(g) △H =+88.0 kJ·mol
-1试写出NH
3和CO
2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:
CO
2(g)+4H
2(g)

CH
4(g)+2H
2O(g) ΔH<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO
2和H
2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO
2:0.2mol·L
—1,H
2:0.8mol·L
—1,CH
4:0.8mol·L
—1,H
2O:1.6mol·L
—1,起始充入CO
2和H
2的物质的量分别为
、
。CO
2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 molCO
2,和4 molH
2,在II中充入1 mol CH
4和2 mol H
2 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CO
2零排放,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CO
2,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
。