Question

16．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(cè)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(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于表中：

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ADE．
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．容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
②用某氣體組分（B）的平衡壓強(qiáng)（p_B）代替氣體組分（B）的物質(zhì)的量濃度（c_B）也可以表示平衡常數(shù)（記作K_P），氣體組分（B）的平衡壓強(qiáng)（p_B）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=256（kPa）³．
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)量增加（填“增加”、“減少”或“不變”）．
④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H＞0（填“＞”、“=”或“＜”），熵變△S＞0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+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(cè)定其水解反應(yīng)速率，得到c（NH₂COO^-）隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示．
⑤計(jì)算 25.0℃時(shí)，0～6min 氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率：0.05mol/（L•min）．
⑥根據(jù)圖中信息，如何說(shuō)明該水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：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．

Answer 1

分析 （1）①結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)；
②容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，壓強(qiáng)分別為8kPa、4kPa，類比K計(jì)算kp；
③25.0℃下達(dá)到分解平衡．若在恒溫下壓縮容器體積，平衡逆向移動(dòng)；
④該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，且由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大；
（2）⑤結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算0～6min 氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率；
⑥水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且溫度升高，反應(yīng)速率增大，由圖可知，起始濃度、溫度不同．

解答 解：（1）①A．2v（NH₃）=v（CO₂），不能確定正逆反應(yīng)速率關(guān)系，不能判定平衡，故A選；
B．該反應(yīng)為氣體體積不等的反應(yīng)，則密閉容器中總壓強(qiáng)不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B不選；
C．氣體的質(zhì)量為變量，則密閉容器中混合氣體的密度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故C不選；
D．氨氣與二氧化碳的體積比為2：1，密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)始終不變，不能判斷，故D選；
E．氨氣與二氧化碳的體積比為2：1，容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變嗎，不能判斷，故E選；
故答案為：ADE；
②容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，總壓強(qiáng)為12kPa，故NH₃和CO₂的濃度分別為3.2×10^-3 mol/L、1.6×10^-3 mol/L，壓強(qiáng)分別為8kPa、4kPa，Kp=8²×4=256（kPa）³，
故答案為：256（kPa）³；
③25.0℃下達(dá)到分解平衡．若在恒溫下壓縮容器體積，平衡逆向移動(dòng)，所以固體質(zhì)量會(huì)增加，故答案為：增加；
④由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H＞0，為氣體體積增大的反應(yīng)，則熵變△S＞0，故答案為：＞；＞；
（2）⑤0～6min 氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率v=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min），故答案為：0.05mol/（L•min）；
⑤由圖可知，起始濃度、溫度不同，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，則該水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大，
故答案為：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．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握化學(xué)平衡常數(shù)及速率的計(jì)算、平衡移動(dòng)、平衡判定為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意表格數(shù)據(jù)的應(yīng)用，題目難度不大．