合成氨然后再生產(chǎn)尿素是最重要的化工生產(chǎn)。

I．在3個(gè)2 L的密閉容器中，在相同的溫度下、使用相同的催化劑分別進(jìn)行反應(yīng)：

3H₂(g) + N₂(g)2NH₃(g)，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	3 mol H2、2 mol N2	6 mol H2、4mol N2	2 mol NH3
達(dá)到平衡的時(shí)間/min		5	8
平衡時(shí)N2的濃度/mol·L－1	c1	1.5
NH3的體積分?jǐn)?shù)	ω1		ω3
混合氣體密度/g·L－1	ρ1	ρ2

 

（1）容器乙中反應(yīng)從開始到達(dá)平衡的反應(yīng)速率為v(H₂)=___________。

（2）在該溫度下甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=                             (用含c₁的代數(shù)式表示)。

（3）分析上表數(shù)據(jù)，下列關(guān)系正確的是________（填序號）：

a．2c₁ > 1.5         b．2ρ₁ = ρ₂       c．ω₃ = ω₁ 

II．工業(yè)上用氨氣合成尿素（H₂NCONH₂）的反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)分為如下兩步：

第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g) H₂NCOONH₄ (l)  (氨基甲酸銨)   △H1

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

（4）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)測得反應(yīng)中各組分隨時(shí)間的變化如左下圖I所示：

①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。

②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度T的變化如右上圖II所示，則△H2             0；③若第一步反應(yīng)升溫時(shí)氨氣濃度增大，請?jiān)趫DII中畫出第一步反應(yīng)K₁隨溫度T變化曲線，并作出必要的標(biāo)注。

（5）氨和尿素溶液都可以吸收硝工業(yè)尾氣中的NO、NO₂，將其轉(zhuǎn)化為N₂。

①尿素與NO、NO₂三者等物質(zhì)的量反應(yīng)為：CO(NH₂)₂+NO+NO₂ =CO₂+2N₂+2H₂O

該反應(yīng)中的氧化劑為                    （寫化學(xué)式）。

②已知：N₂(g)+O₂(g)= 2NO(g)    △H =a kJ·mol^－1

N₂(g)+3H₂(g)= 2NH₃(g)  △H₂=bkJ· kJ·mol^－1

2H₂(g)+O₂(g)= 2H₂O(g)  △H = c kJ·mol^－1

則4NH₃(g) +4NO(g) +O₂(g)= 4N₂(g)+6H₂O(g) △H=              。

③尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如下圖所示。其工作時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為                       。