Question

18．某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）分解反應平衡常數和水解反應速率的測定．（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到分解平衡：NH₂COONH₄（s）?2ΝΗ₃（g）+CO₂（g）
實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表：

溫度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強/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不可以判斷該分解反應已經達到平衡的是AD．
A．v_正（NH₃）=2v_逆（CO₂）                 B．密閉容器中總壓強不變
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數不變
②根據表中數據，列式計算25.0℃時的分解平衡常數：K=1.6×10^-8（mol•L^-1）³．
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25.0℃下達到分解平衡．若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質量將增加（填“增加”、“減少”或“不變”）．
④氨基甲酸銨分解反應的焓變△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定水解反應速率，得到c（NH₂COO^-）隨時間的變化趨勢如圖所示．
⑤計算25.0℃時，0～6min氨基甲酸銨水解反應的平均速率：0.05mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）①根據達到平衡狀態(tài)的特征：各組分濃度不再變化，正逆反應速率相等進行判斷；
②根據化學平衡常數的表達式進行計算．
③根據平衡移動原理判斷；
④根據溫度對化學平衡移動的影響以及反應前后氣體量的變化來確定焓變和熵變的符號；
（2）根據化學反應速率的公式V=$\frac{△c}{△t}$計算；

解答 解：（1）①A、沒有標明正逆反應速率，無法判斷平衡狀態(tài)，故A不可以；
B、由于反應前后氣體的化學計量數之和不相等，壓強不變，達到了平衡狀態(tài)，故B可以；
C、由于反應物是固體，沒有達到平衡狀態(tài)，氣體質量會變化，容器體積不變，密度也會發(fā)生變化，所以密度不變，達到了平衡狀態(tài)，故C可以；
D、氨氣體積分數不變，不能說明正逆反應速率相等，各組分濃度不變，故D不可以；
故選AD．
②根據反應：NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），n（NH₃）=2n（CO₂），所以K=c（CO₂）=$\frac{1}{3}$×4.8×10^-3mol•L^-1=1.6×10^-3mol•L^-1，c（NH₃）=$\frac{2}{3}$×4.8×10^-3mol•L^-1=3.2×10^-3mol•L^-1，依據平衡常數的表達式，25.0℃時氨基甲酸銨的分解平衡常數為：1.6×10^-3mol•L^-1×（3.2×10^-3mol•L^-1）²≈1.6×10^-8（mol•L^-1）³，
故答案為：K=1.6×10^-8（mol•L^-1）³；
③壓縮容器體積，增大了壓強，平衡向著逆向移動，氨基甲酸銨固體的質量增加，故答案為：增加；
④根據表中的數據分析：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，反應是吸熱的，反應物是固體，產物是氣體，該反應是熵增加的過程，即△H＞0，△S＞0，故答案為：＞；＞；
（2）化學反應速率V=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min），故答案為：0.05mol/（L•min）；

點評 本題考查了化學平衡狀態(tài)的判斷，平衡常數的計算、反應速率的計算等，注重了基礎知識的考查，本題難度中等．