Question

8．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(shù)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）?2NH₃（g）+CO₂（g）．實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于如表：

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 （×10-3mol/L）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①可以判斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡的是BC；
A．2v（NH₃）═v（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(shù)不變
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計算25.0℃時氨基甲酸銨的分解平衡常數(shù)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℃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增大（填“增加”、“減小”或“不變”）；
④氨基甲酸銨分解反應的焓變△H＞0；
（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^-）隨時間變化趨勢如圖所示．
⑤計算25℃時，0～6min氨基甲酸銨水解反應的平均速率0.05mol/（L•min）；
⑥根據(jù)圖中信息，如何說明水解反應速率隨溫度升高而增大25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

Answer 1

分析 （1）①結合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)；
②K=c²（NH₃）•c（CO₂），結合平衡濃度計算K；
③25℃下達到分解平衡．若在恒溫下壓縮容器體積，平衡逆向移動；
④由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，氣體的平衡濃度越大，可知升高溫度平衡正向移動；
（2）⑤結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
⑥25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

解答 解：（1）①A．2v（NH₃）═v（CO₂），不能說明正逆反應速率相等，不一定是平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．反應是一個前后系數(shù)和變化的反應，密閉容器中總壓強不變，證明達到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．密閉容器中混合氣體的密度ρ=m/V，質量不守恒，分子變化，V不變，容器中總密度不變，證明達到了平衡狀態(tài)，故C正確；
D．密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變，不能證明達到平恒狀態(tài)，故D錯誤，
故答案為：BC；
②反應NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）的K=c²（NH₃）•c（CO₂），
設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若在恒溫下壓縮容器體積，則會將壓強增大，該反應為氣體體積增大的反應，責任平衡向左移動，固體質量增大，
故答案為：增大； 
④由表中的數(shù)據(jù)可知：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，即△H＞0，
故答案為：＞； 
（2）⑤25℃時，0～6min氨基甲酸銨水解反應的平均速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
⑥由圖可知，因25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大，可說明水解反應速率隨溫度升高而增大，
故答案為：25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

點評 本題考查物質分解反應的K及速率測定，為高頻考點，把握圖象及表格數(shù)據(jù)的應用、化學平衡判定、平衡移動、K及速率的計算為解答的關鍵，側重分析與計算、實驗能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．