Question

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．                                   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25.0℃時(shí)的分解平衡常數(shù)：__________________________。

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℃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______（填“增加”、“減小”或“不變”）。

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＋2H₂ONH₄HCO₃＋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)定水解反應(yīng)速率，得到c(NH₂COO^－)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖所示。

⑤計(jì)算25℃時(shí)，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率___________________________。

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：_______________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）①BC ②1.6×10^－8（mol·L^－1)³  ③增加； ④＞，＞（2）⑤0.05mol·L^－1·min^－1；

⑥25℃反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大。

【解析】（1）①在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A中不能表示正逆反應(yīng)速率相等；根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，反應(yīng)是體積增大的，因此壓強(qiáng)也是增大，B不能說明；密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中容積始終是不變的，但氣體的質(zhì)量是變化的，所以C可以說明；反應(yīng)物是固體，氨氣和CO₂的體積之比始終是2︰1的，所以NH₃的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3，D不能說明，答案選BC。

②根據(jù)方程式可知，氨氣和CO₂的體積之比始終是2︰1的，所以氨氣和CO₂的濃度也是2︰1的，所以氨氣和CO₂的濃度分別是3.2×10^－3mol/L和1.6×10^－3mol/L，因此平衡常數(shù)K＝c²(NH₃)·c(CO₂)＝1.6×10^－8（mol·L^－1)³。

③增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量增加。

④據(jù)表中數(shù)據(jù)，升高溫度，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。即△H＞0；固體分解為氣體，所以△S＞0。

（2）⑤根據(jù)圖像可知，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率

。

⑥根據(jù)圖像可知，25℃反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大，這說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大。