Question

某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（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），在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）．
實驗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

BC

（兩個選項）．
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)，計算25.0℃時的分解平衡常數(shù)為

1.6×10^-8

（保留2位有效數(shù)字）．
③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中，在25℃下達(dá)到分解平衡．若在恒溫下壓縮容器至一定體積，達(dá)新平衡后，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量比原平衡

增加

（填“大”、“小”或“相同”），NH₃的物質(zhì)的量濃度比原平衡

大

（填“大”、“小”或“相同”）．
④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H

＞

0，熵變△S

＞

0（填＞、＜或=）．
（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃?H₂O．該小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定水解反應(yīng)速率，得到c（NH₂COO^-）隨時間變化趨勢如圖所示．

⑤計算25℃時，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，如何說明水解反應(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根據(jù)化學(xué)平衡的標(biāo)志來判斷；
②先根據(jù)反應(yīng) NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），可知平衡時容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，由總濃度求出NH₃、CO₂ 的平衡濃度，最后代入平衡常數(shù)的表達(dá)式來計算；
③根據(jù)壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響判斷平衡移動的方向從而判斷氨基甲酸銨固體的質(zhì)量的變化情況；根據(jù)平衡移動原理來分析；
④根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷隨著溫度升高，平衡移動的方向，從而判斷出正反應(yīng)是吸熱還是放熱；根據(jù)氣態(tài)物質(zhì)的熵大于液態(tài)物質(zhì)的熵判斷出熵變；
（2）⑤根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的公式來計算；
⑥由圖象數(shù)據(jù)可以得出，用不同初始濃度，不同溫度下的平均速率的大小來說明．

解答：解：（1）①A、因未指明速率的方向，無法確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，故A不正確；
B、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時，已達(dá)到平衡，故B正確；
C、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變，已達(dá)到平衡，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不正確；
故選：BC；
②容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，故NH₃和CO₂的濃度分別為3.2×10^-3 mol/L、1.6×10^-3 mol/L，代入平衡常數(shù)表達(dá)式：K=（3.2×10^-3 ）²×1.6×10^-3 =1.6×10^-8，故答案為：1.6×10^-8；
③壓縮容器體積，氣體壓強(qiáng)增大，平衡向逆向移動，氨基甲酸銨質(zhì)量增加；NH₃的物質(zhì)的量減少，容器的體積減小，最終平衡時NH₃的物質(zhì)的量濃度比原平衡大；
故答案為：增加；大；
④從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著溫度升高，氣體的總濃度增大，平衡正向移動，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H＞0；反應(yīng)中固體變?yōu)闅怏w，混亂度增大，△S＞0，故答案為：＞；＞；
（2）①化學(xué)反應(yīng)速率V=

△C

△t

=

2.2mol/L-1.9mol/L

6min

=0.05mol/（L?min），
故答案為：0.05mol/（L?min）；
②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，
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．

點評：本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，平衡移動、平衡常數(shù)的計算，反應(yīng)速率的計算等，注重了基礎(chǔ)知識的考查，本題難度較大．