Question

氮的化合物合成、應用及氮的固定一直是科學研究的熱點。

（1）以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應如下：

①2NH3（g）＋CO2（g）＝NH2CO2NH4（s）；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1

②NH2CO2NH4（s）＝CO（NH2）2（s）＋H2O（g）；ΔH＝a kJ·mol－1

③2NH3（g）＋CO2（g）＝CO（NH2）2（s）＋H2O（g）；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1

則a為 。

（2）反應2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（g） 在合成塔中進行。下圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比 [n（NH3）/n（CO2）]和水碳比[n（H2O）/n（CO2）]投料時二氧化碳轉化率的情況。

圖1 圖2 圖3

①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數值分別為：

A. 0.6～0.7 B. 1～1.1 C. 1.5～1.61

生產中應選用水碳比的數值為 （選填序號）。

②生產中氨碳比宜控制在4.0左右，而不是4.5的原因可能是 。

（3）尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝，其反應原理為：

NO＋NO2＋H2O＝2HNO2；2HNO2＋CO（NH2）2＝2N2↑＋CO2↑＋3H2O。

①當煙氣中NO、NO2按上述反應中系數比時脫氮效果最佳。若煙氣中V（NO）∶V（NO2）＝5∶1時，可通入一定量的空氣，同溫同壓下，V（空氣）∶V（NO）＝ （空氣中氧氣的體積含量大約為20%）。

②圖2是尿素含量對脫氮效率的影響，從經濟因素上考慮，一般選擇尿素濃度約為 %。

（4）圖3表示使用新型電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl－NH4Cl為電解質溶液制造出既能提供能量，同時又能實現氮固定的新型燃料電池。請寫出該電池的正極反應式 。生產中可分離出的物質A的化學式為 。

Answer 1