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固體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/mol·L－1	2.4×10－3	3.4×10－3	4.8×10－3	6.8×10－3	9.4×10－3

①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是________(填字母序號(hào))。

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)，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25.0 ℃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)量將________(填“增加”、“減少”或“不變”)。

④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變?chǔ)?i>H____0(填“>”、“＝”或“<”)，熵變?chǔ)?i>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)間的變化趨勢(shì)如下圖所示。

①計(jì)算25.0 ℃時(shí)，0～6 min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率：__________。

②根據(jù)圖中信息，如何說(shuō)明該水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：________________________________________________________________________。

Answer 1

答案　(1)①BC�、�K＝c²(NH₃)·c(CO₂)＝²·＝²·≈1.6×10^－8　③增加�、�>　>

(2)①0.05 mol·L^－1·min^－1

②25 ℃時(shí)反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6 min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15.0 ℃時(shí)的大

解析　(1)①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷標(biāo)志是v_正＝v_逆，各組分濃度不再發(fā)生變化，由NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)可見(jiàn)該反應(yīng)為不等體積變化(即反應(yīng)物和生成物氣體分子數(shù)不相同)，可以得恒容狀態(tài)下壓強(qiáng)不變或混合氣體密度不變時(shí)，反應(yīng)即達(dá)到平衡狀態(tài)，但上述反應(yīng)中反應(yīng)物無(wú)氣體參加，因此生成物中各組分氣體體積分?jǐn)?shù)恒定不變。

②根據(jù)K＝c²(NH₃)·c(CO₂)

＝²·≈1.6×10^－8。

③由NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)正反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

④由表中數(shù)據(jù)可以得出隨著溫度的升高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以ΔH>0；根據(jù)NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)，正反應(yīng)是生成物氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，所以ΔS>0。

(2)①根據(jù)v＝得到v＝＝0.05 mol·L^－1·min^－1。

②由圖像數(shù)據(jù)可以得出，用不同初始濃度，不同溫度下的平均反應(yīng)速率的大小來(lái)說(shuō)明：如25 ℃時(shí)反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6 min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15.0 ℃時(shí)的大。