運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮等單質(zhì)和化合物的反應(yīng)有重要意義。
(1)有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO
2,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:
6FeO(s)+CO
2(g)═2Fe
3O
4(s)+C(s)△H=-76.0kJ?mol
一1①上述反應(yīng)中每生成1mol Fe
3O
4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
2
2
mol。
②已知:C(s)+2H
2O(g)═CO
2 (g)+2H
2(g)△H=+113.4kJ?mol
一1,
則反應(yīng):3FeO(s)+H
2O (g)═Fe
3O
4 (s)+H
2 (g)的△H=
+18.7kJ?mol-1
+18.7kJ?mol-1
。
(2)工業(yè)生產(chǎn)可以用NH
3(g)與CO
2(g)經(jīng)兩步反應(yīng)生成尿素[CO(NH
2)
2],兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
則NH
3(g)與CO
2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-134kJ?mol-1
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-134kJ?mol-1
。
(3)氨氣在純氧中燃燒,生成一種單質(zhì)和水,科學(xué)家利用此原理,設(shè)計(jì)成氨氣一氧氣燃料電池,則通入氨氣的電極是
負(fù)極
負(fù)極
(填“正極”或“負(fù)極”);堿性條件下,該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
。
(4)華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法,可實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)時(shí)CO
2零排放,其基本原理如圖所示:
①上述生產(chǎn)過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化方式是
ac
ac
。
a、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
b、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
c、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
d、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
②上述電解反應(yīng)在溫度小于 900℃時(shí)進(jìn)行,碳酸鈣先分解為CaO和CO
2,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,陰極反應(yīng)式為3CO
2+4e
-═C+2CO
32-,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑
2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑
。