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尿素（H₂NCONH₂)是有機態氮肥，在農業生產中有著非常重要的作用。

（1）工業上合成尿素的反應分兩步進行：

第一步：2NH₃(l)+CO₂H₂NCOONH₄(氨基甲酸銨)(l) △H₁

第二步：H₂NCOONH₄ (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H₂

某化學學習小組模擬工業上合成尿素的條件，在體積為1 L的密閉容器中投入4 mol NH₃和1 mol CO₂，實驗測得反應中各組分的物質的量隨時間的變化如下圖I所示。

已知總反應的快慢是由較慢的一步反應決定的。則合成尿素總反應的快慢由第______步反應決定，      總反應進行到______min時到達平衡。

②第二步反應的平衡常數K隨溫度的變化如上右圖II所示，則ΔH₂______0(填“>”、“<”或“=”。）

（2）該小組將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變， 固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解平衡：。實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表：

溫度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強/Kpa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡氣體總濃度/10-3mol/L	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

 

①可以判斷該分解反應已經達到化學平衡狀態的標志是____________。

A．2V(NH₃)=V(CO₂)                    B．密閉容器中總壓強不變

C．密閉容器中混合氣體的密度不變       D．密閉容器中氨氣的體積分數不變

②根據表中數據，計算25.0°C時該分解反應的平衡常數為______(保留小數點后一位)。

（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

則4NO(g)+4NH₃(g) +O₂(g)= 4N₂(g)+6 H₂O(g)的△H=___kJ • mol^-1。

（4）尿素燃料電池的結構如圖所示。其工作時 負極電極反應式可表示為______。

 

 

尿素（H₂NCONH₂)是有機態氮肥，在農業生產中有著非常重要的作用。

（1）工業上合成尿素的反應分兩步進行：

第一步：2NH₃(l)+CO₂H₂NCOONH₄(氨基甲酸銨)(l) △H₁

第二步：H₂NCOONH₄ (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H₂

某化學學習小組模擬工業上合成尿素的條件，在體積為1 L的密閉容器中投入4 mol NH₃和1 mol CO₂，實驗測得反應中各組分的物質的量隨時間的變化如下圖I所示。

①已知總反應的快慢是由較慢的一步反應決定的。則合成尿素總反應的快慢由第______步反應決定，總反應進行到______min時到達平衡。

②第二步反應的平衡常數K隨溫度的變化如上右圖II所示，則ΔH₂______0(填“>”、“<”或“=”。）

（2）該小組將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變， 固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解平衡：。實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表：

溫度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強/Kpa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡氣體總濃度/10-3mol/L	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

 

①可以判斷該分解反應已經達到化學平衡狀態的標志是____________。

A．2V(NH₃)=V(CO₂)                    B．密閉容器中總壓強不變

C．密閉容器中混合氣體的密度不變       D．密閉容器中氨氣的體積分數不變

②根據表中數據，計算25.0°C時該分解反應的平衡常數為______(保留小數點后一位)。

（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

則4NO(g)+4NH₃(g) +O₂(g)= 4N₂(g)+6 H₂O(g)的△H=___kJ • mol^-1。

（4）尿素燃料電池的結構如圖所示。其工作時 負極電極反應式可表示為______。

 

 

利用光能和光催化劑，可將CO₂和H₂O轉化為CH₄和O₂。紫外光照射時，在不同催化劑（I、II、III）作用下，CH₄產量隨光照時間的變化如下左圖所示。

　　　

(1)在0－30小時內，CH₄的平均生成速率v_I、v_II和v_III從大到小的順序為                ；反應開始后的12小時內，在第       種催化劑的作用下，收集的CH₄最多。

(2)將所得CH₄與H₂O(g)通入聚焦太陽能反應器，一定溫度下發生反應：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)  K＝27mol²·L^－2。將等物質的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密閉容器，在上述溫度下發生反應達到平衡，測得CO的物質的量為0.10mol，CH₄的平衡轉化率為      　  （保留兩位有效數字）。

(3)甲烷燃料電池是利用CH₄跟氧氣或空氣反應將化學能轉化成電能的裝置，電解質溶液是強堿。下面有關說法正確的是      　（填編號）。

A．負極反應為：O₂+2H₂O+4e^- －→4OH-；

B．負極反應為：CH₄+10OH^- - 8e^-－→CO₃^2-+7H₂O

C．放電時溶液中的陰離子向負極移動

D．隨放電的進行，溶液的pH值不變

(4)如上右圖是一個電化學裝置示意圖，甲烷燃料電池作其電源。

①如果A為含有鐵、銀、金、碳雜質的粗銅，B為純銅，C為CuSO₄溶液，通電后，Cu^2＋的濃度將　    　(填“增大”、“減小”或“不變”)。

②如果A是鉑電極，B是石墨電極，C是KBr溶液，通電時陽極的電極反應式是__________________________。

③特定條件下，該裝置使用惰性電極電解Na₂SO₄濃溶液可制得少量過氧化氫：在陽極上SO被氧化成S₂O(過二硫酸根離子)，S₂O與H₂O反應即可生成H₂O₂，

S₂O＋2H₂O === 2SO＋H₂O₂＋2H^＋。若各反應物質的轉化率均為100%，則要制取1 mol H₂O₂，理論上燃料電池需消耗CH₄的物質的量為              。