資源化利用CO2,不僅可以減少溫室氣體的排放,還可以獲得燃料或重要的化工產品?;卮鹣铝袉栴}。
(1)理論研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)?HNC(g)異構化反應過程的能量變化如圖所示:計算可得HCN(g)?HNC(g)ΔH=
+59.3
+59.3
kJ/mol。HCN與HNC穩(wěn)定性較強的是 HCN
HCN
。
(2)聚合離子液體是目前廣泛研究的CO2吸附劑。結合如圖分析聚合離子液體吸附CO2的有利條件是 2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-43kJ?mol-1
2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-43kJ?mol-1
。
(3)生產尿素:
工業(yè)上以CO2、NH3為原料生產尿素[CO(NH2)2],該反應分為二步進行:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)?H2NCOONH4(s)△H=-159.5kJ?mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+116.5kJ?mol-1
①寫出上述合成尿素的熱化學方程式 2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-43kJ?mol-1
2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-43kJ?mol-1
。
②某實驗小組模擬工業(yè)上合成尿素,在一定體積的密閉容器中投入4molNH3和1molCO2,實驗測得反應中各組分物質的量隨時間的變化如圖所示:
已知總反應的快慢由慢的一步反應決定,則合成尿素總反應的快慢由第 二
二
步反應決定,總反應進行到 55
55
min時到達平衡。
(4)合成乙酸:
中國科學家首次以CH3OH、CO2和H2為原料高效合成乙酸,其反應路徑如圖所示:
①原料中的CH3OH可通過電解法由CO2制取,用稀硫酸作電解質溶液,寫出生成CH3OH的電極反應式 CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O
CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O
。
②根據(jù)圖示,寫出總反應的化學方程式 。