Question

某研究小組在實(shí)驗(yàn)探究測定氨基甲酸氨（NH₂COONH₄）的分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率．
（1）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(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（×10-3mol/L）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)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
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25℃時(shí)的分解平衡常數(shù)：

 

．
③氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H

 

0，熵變△S

 

0（填＞、＜或=）．
③若在25℃達(dá)到平衡時(shí)壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量

 

（填“增加”、“減小”或“不變”）．若條件不變，將上述平衡體系中的氨基甲酸氨取出一部分，則該反應(yīng)的△H

 

（填“增加”、“減小”或“不變”）
（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃?H₂O．NH₂COONH₄的起始濃度均為0.08mol?L^-1，測得不同溫度及pH下，溶液中NH₂COONH₄的濃度減少

1

2

所需的時(shí)間（t）如表所示

T/℃	t/min
	pH=10.0	pH=9.0	pH=8.0	pH=7.0
15	30	24	16	6
20	18	13	8	4
25	12	8	3	2

①計(jì)算20℃時(shí)，pH=8.0的條件下，NH₂COONH₄的平均水解速率

 

．
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，推測NH₂COONH₄在下列條件下的平均水解速率最小的是

 

A.30℃，pH=10.0   B.25℃，pH=6.0   C.10℃，pH=9.0．

Answer 1

考點(diǎn)：測定某些化學(xué)反應(yīng)的速率

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）①反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進(jìn)行判斷；
②根據(jù)平衡數(shù)據(jù)來計(jì)算；
③根據(jù)壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響來回答判斷；
④根據(jù)壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響來回答判斷；反應(yīng)熱與反應(yīng)途徑無關(guān)，和化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)；
（2）①NH₂COONH₄的起始濃度為0.08mol?L^-1，20℃pH=8.0的條件下，濃度減少一半需要時(shí)間為8min，結(jié)合v=

△c

△t

計(jì)算；
②從表中數(shù)據(jù)變化可知，隨溫度升高，反應(yīng)速率加快，隨pH的增大，反應(yīng)速率減慢．

解答： 解：（1）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)，故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)，故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)，故C正確；
D．因反應(yīng)物（NH₂COONH₄）是固體物質(zhì)，所以密閉容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)始終不變，為

2

3

．故D錯(cuò)誤；
故選BC；
②反應(yīng)NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）的K=c²（NH₃）?c（CO₂），設(shè)二氧化碳濃度的變化量x，
NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）
初始濃度：0         0
變化濃度：2x        x
平衡濃度：2x        x
則3x=4.8×10^-3mol/L，即x=1.6×10^-3mol/L，K=1.6×10^-3mol/L×（3.2×10^-3）²≈1.6×10^-8（mol?L^-1）³，
故答案為：1.6×10^-8（mol?L^-1）³；
③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，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，△S＞0，故答案為：＞；＞；
④若在恒溫下壓縮容器體積，則會將壓強(qiáng)增大，平衡向左移動，固體質(zhì)量增大，反應(yīng)熱和反應(yīng)途徑無關(guān)，和化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，故化學(xué)計(jì)量數(shù)不變，反應(yīng)熱不變；故答案為：增加；不變；
（2）①NH₂COONH₄的起始濃度為0.08mol?L^-1，20℃pH=8.0的條件下，濃度減少一半需要時(shí)間為8min，v=

△c

△t

=

0.04mol/L

8min

=0.005mol．L^-1．mol^-1，
故答案為：0.005mol．L^-1．mol^-1；
②從表中數(shù)據(jù)變化可知，隨溫度升高，反應(yīng)速率加快，隨pH的增大，反應(yīng)速率減慢，故25℃，pH=6.0的速率大于10℃，pH=9.0的速率；即B的速率大于C的速率；
25℃，pH=10.0的反應(yīng)時(shí)間為12min，則 30℃，pH=10.0的反應(yīng)時(shí)間小于12min，15℃，pH=9.0的反應(yīng)時(shí)間為24min，則10℃，pH=9.0的反應(yīng)時(shí)間大于24min，
故反應(yīng)最慢的為C；
故答案為：C．

點(diǎn)評：本題涉及化學(xué)平衡的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡的移動等知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．注意從表中數(shù)據(jù)找出變化規(guī)律．