尿素（H2NCONH2)是有机态氮肥，在农业生产中有着非常重要的作用。（1）工业上合成尿素的反应分两步进行：第一步：2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨

题型：不详难度：来源：

尿素（H₂NCONH₂)是有机态氮肥，在农业生产中有着非常重要的作用。
（1）工业上合成尿素的反应分两步进行：
第一步：2NH₃(l)+CO₂H₂NCOONH₄(氨基甲酸铵)(l) △H₁
第二步：H₂NCOONH₄ (l) H2O+ H2NCONH2(l)△H₂
某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件，在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH₃和1 mol CO₂，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。

①已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定，总反应进行到______min时到达平衡。
②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示，则ΔH₂______0(填“>”、“<”或“=”。）
（2）该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强/Kpa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度/10-3mol/L	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

 
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
A．2V(NH₃)=V(CO₂)                   B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变      D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
（3）已知：
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   △H₁=+180.6KJ/mol
N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)   △H₂=-92.4KJ/mol
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)  △H₃=-483.6KJ/mol
则4NO(g)+4NH₃(g) +O₂(g)= 4N₂(g)+6 H₂O(g)的△H=___kJ • mol^-1。
（4）尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时负极电极反应式可表示为______。

答案

（1）① 二（2分） 55 （2分）  ②＞（2分）
（2）①BC（2分）  ②   1.6×10^-8 mol³·L^-3（2分）
（3） -1627.2 kJ·mol^-1（2分）
（4）CO(NH₂)₂ + H₂O - 6e^- = CO₂↑+ N₂↑+ 6H⁺（2分）

解析

试题分析：（1）①总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的，由图像看到随着时间的递增，尿素慢慢增加；
所以第二步决定，在55min时，尿素量不再增加，到达平衡。②对于吸热反应，随着温度的升高，K增大，所以ΔH₂＞0.
（2）①A、2V(NH₃)=V(CO₂)不符合速率之比等于方程式系数之比，错误。B中当物质的量不再发生变化时，压强也不变化,正确；C中氨基甲酸铵是固体，当它不再分解时，气体质量不再增加，密闭容器体积一定，密度不再改变，达到平衡，正确；D中氨气和CO₂的比例一直不变，错误，答案是BC
②根据表中数据， 25.    0°C,气体总浓度是4.8×10^-3，，氨气和CO₂体积比为1:2，结合平衡常数公式计算可得结果为1.6×10^-8 mol³·L^-3
（3）根据盖斯定律知，△H= -2△H₁-2△H₂+3△H₃,代入数据计算既得结果 -1627.2 kJ·mol^-1
（4）CO(NH₂)₂ + H₂O - 6e^- = CO₂↑+ N₂↑+ 6H⁺