Question

【題目】Ⅰ.工業(yè)上以NH3、CO2為原料生產(chǎn)尿素[CO(NH2)2]，該反應(yīng)實(shí)際為兩步反應(yīng)：

第一步：2NH3(g)＋CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=－272kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH=＋138kJ·mol－1

（1）寫出工業(yè)上以NH3、CO2為原料合成尿素的熱化學(xué)方程式：___________

（2）某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為0.5 L密閉容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下圖所示：

已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第_________步反應(yīng)決定，總反應(yīng)進(jìn)行到_________min時(shí)到達(dá)平衡。

Ⅱ.某化學(xué)興趣小組在一次實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)現(xiàn)，向草酸溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率變化如圖所示，小組成員探究t1～t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因，為此“異�！爆F(xiàn)象展開討論，猜想造成這種現(xiàn)象的最可能原因有兩種。

猜想Ⅰ：此反應(yīng)過(guò)程放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快；

猜想Ⅱ：……。

（3）猜想Ⅱ可能是:______________________

（4）基于猜想Ⅱ成立，設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)記錄表內(nèi)容。

加入試劑	2mL0.1mol/L H2C2O4溶液、1mL 0.05mol/L 酸性KMnO4	2mL0.1mol/L H2C2O4溶液、 1mL 0.05mol/L 酸性KMnO4， 少量_______固體
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	褪色時(shí)間10min	褪色時(shí)間____10min （選填“<” “>”或 “=”）
結(jié)論	猜想Ⅱ正確

Answer 1

【答案】 2NH3(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(NH2)2 (s) ΔH=－134kJ/mol 一 55 生成的Mn2+（或MnSO4）對(duì)該反應(yīng)有催化作用，加快反應(yīng)速率 硫酸錳 （或MnSO4） <

【解析】本題主要考查催化劑等影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。

Ⅰ.（1）將上述兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得工業(yè)上以NH3、CO2為原料合成尿素的熱化學(xué)方程式：2NH3(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(NH2)2 (s) ΔH=－134kJ/mol。

（2）已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，由圖中氨基甲酸銨物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化可知合成尿素的第二步反應(yīng)較慢，所以合成尿素總反應(yīng)的快慢由第二步反應(yīng)決定。各成分物質(zhì)的量在55min時(shí)不再發(fā)生改變，所以總反應(yīng)進(jìn)行到55min時(shí)到達(dá)平衡。

Ⅱ.（3）猜想Ⅱ可能是:生成的Mn2+（或MnSO4）對(duì)該反應(yīng)有催化作用，加快反應(yīng)進(jìn)行。

（4）加入少量硫酸錳固體作為催化劑，在催化劑作用下褪色時(shí)間縮短，褪色時(shí)間<10min。