Question

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CO₂与NH₃为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

试写出NH₃和CO₂合成尿素和液态水的热化学方程式______________。

（2）已知：

化学键	Si—Cl	H—H	H—Cl	Si—Si
键能/kJ·mol^－^1	360	436	431	176

且硅晶体中每个硅原子和其他4个硅原子形成4个共价键。工业上所用的高纯硅可通过下列应反制取：SiCl₄（g）＋2H₂（g）Si（s）＋4HCl（g），该反应的△H＝___ kJ·mol^－1。

（3）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO₂（g）+4H₂（g）CH₄（g）+2H₂O（g）   ΔH＜0向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为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的物质的量分别为_____、_____，CO₂的平衡转化率为______。

（4）观察如图所示的两个装置，图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为

① ____________________________________。

② ____________________________________。

Answer

2NH3（g）＋CO2（g）＝CO（NH2）2（s）＋H2O（l） △H ＝－130.98 kJ·mol−1 +236 2mol 8mol 80% 金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成H2 金属铬易被稀硝酸钝化

【解析】

（1）根据盖斯定律计算；

(2)根据焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能进行计算；

（3）依据化学平衡三段式列式计算；

(4)图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，说明Cr的活泼性大于Cu，能和稀硫酸反应生成H2；而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明Cr和硝酸能产生钝化现象。

（1）①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-159.47kJ•mol-1

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

③H2O（l）=H2O（g）△H=+88.0kJ•mol-1

依据盖斯定律：①+②-③得：

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

(2) △H＝反应物的总键能-生成物的总键能=4×360+2×436-2×176-4×431=+236（kJ·mol－1）

（3）向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol•L-1，H2 0.8mol•L-1，CH4 0.8mol•L-1，H2O 1.6mol•L-1 ，起始充CO2和H2的物质的量分别为x、y；

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

CO2的平衡转化率=×100%=80%；

(4)由图1可知还原性Cr>Cu，但在稀硝酸中却出现了反常，结合稀硝酸的氧化性，不难推测铬被稀硝酸钝化，导致活性降低，

故答案为：①金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成H2；②金属铬易被稀硝酸钝化。