Question

【題目】某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測定。

（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì)），在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）

實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強(qiáng)/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡氣體總濃度/mol·L－1	2.4×10－3	3.4×10－3	4.8×10－3	6.8×10－3	9.4×10－3

①下列不能判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是________。

A．2v（NH3）＝v（CO2）

B．密閉容器中總壓強(qiáng)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?jǐn)?shù)不變

E．閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

②用某氣體組分（B）的平衡壓強(qiáng)（pB）代替氣體組分（B）的物質(zhì)的量濃度（cB）也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），氣體組分（B）的平衡壓強(qiáng)（pB）等于混合氣體的總壓乘以該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算 25.0 ℃時(shí)氨基甲酸銨分解的平衡常數(shù)Kp=_____ ___。

③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在 25.0 ℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量_________（填“增加”、“減少”或“不變”）。

④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變ΔH_________0（填“>”、“＝”或“<”），熵變ΔS_________0（填“>”、“＝”或“<”）。

（2）已知：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定其水解反應(yīng)速率，得到c（NH2COO－）隨時(shí)間的變化趨勢如圖所示。

⑤計(jì)算 25.0 ℃時(shí)，0～6 min 氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率：____________。

⑥根據(jù)圖中信息，如何說明該水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：_______________。

Answer 1

【答案】（1）①ADE ②256（kPa）3 ③增加

④> > （2）⑤0.05 mol·L－1·min－1

⑥25.0℃時(shí)反應(yīng)物的起始濃度較小，但 0～6 min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15.0℃時(shí)的大

【解析】

試題分析：①A．2v（NH3）═v（CO2），不能說明正逆反應(yīng)速率相等，不一定是平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．反應(yīng)是一個(gè)前后系數(shù)和變化的反應(yīng)，密閉容器中總壓強(qiáng)不變，證明達(dá)到了平衡狀態(tài)，B正確；C．密閉容器中混合氣體的密度ρ=m/V，質(zhì)量不守恒，分子變化，V不變，容器中總密度不變，證明達(dá)到了平衡狀態(tài)，C正確；D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變，不能證明達(dá)到平恒狀態(tài)，D錯(cuò)誤；E．體系中只有氨氣和二氧化碳，且二者的組成固定，因此閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變，E錯(cuò)誤，答案選ADE；

②體系中氨氣和CO2的體積之比是2：1，25℃平衡混合氣體的壓強(qiáng)為12kPa，其中氨氣是8kPa，CO2是4kPa，所以25.0 ℃時(shí)氨基甲酸銨分解的平衡常數(shù)Kp＝（8kPa）2×4kPa＝256（kPa）3；

③若在恒溫下壓縮容器體積，則會(huì)將壓強(qiáng)增大，平衡向左移動(dòng)，固體質(zhì)量增加；

④根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析：溫度越高，則平衡氣體的總濃度越大，所以升高溫度，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)是吸熱的，反應(yīng)物是固體，產(chǎn)物是氣體，該反應(yīng)是熵增加的過程，即△H＞0；

⑤化學(xué)反應(yīng)速率V=△c/△t=（ 2.2mol/L1.9mol/L）/6min=0.05mol/（Lmin）；

⑥因25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大。