Question

【題目】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(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)達到化學平衡的是____________(填字母序號)。

A．(NH3)＝2(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．密閉容器氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計算25.0℃時的分解平衡常數(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，平衡時氨氣的濃度____________(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“<”)該反應(yīng)在____________條件下有利于其自發(fā)進行。

Answer 1

【答案】BC K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(4.8×10-3)2(4.8×10-3)＝1.6×10-8 不變 > > 高溫

【解析】

(1)A. 未說反應(yīng)速率的正逆，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故A不選；

B. 隨著反應(yīng)的進行，體系壓強逐漸增大，當容器內(nèi)壓強不變時，說明達平衡狀態(tài)，故B選；

C. 隨著反應(yīng)的進行，混合氣體的總質(zhì)量增大，而容器的體積不變，密閉容器中混合氣體的密度增大，當密度不變時，說明達平衡狀態(tài)，故C選；

D. 反應(yīng)物是固體，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體NH3、CO2的物質(zhì)的量的比不變，因此混合氣體的平均摩爾質(zhì)量始終保持不變，因此密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變不能作為判斷平衡的標志，故D不選；

答案選BC。

(2)根據(jù)表格和化學方程式可知，25.0℃時NH3的物質(zhì)的量濃度為4.8×10-3mol/L，CO2的物質(zhì)的量濃度為4.8×10-3mol/L，所以K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(4.8×10-3)2(4.8×10-3)＝1.6×10-8；

(3)溫度不變，化學平衡常數(shù)不變， K＝c2(NH3)·c(CO2)，且保持不變，所以平衡時氨氣的濃度不變；

(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，平衡氣體總濃度增大，這說明升高溫度平衡向生成氨氣和CO2的方向進行，即正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此該分解反應(yīng)的焓變ΔH>0；正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，因此ΔS>0；△G=△H-T△S，要使△G<0，則溫度要高，所以該反應(yīng)在高溫條件下有利于其自發(fā)進行。