Question

10．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BC．
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)：1.6×10^-8．
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)量增加（填“增加”、“減小”或“不變”）．
④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H＞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(cè)定上述反應(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上述反應(yīng)中氨基甲酸銨的平均速率0.05mol/（L•min）．
⑥根據(jù)圖中信息，如何說(shuō)明上述反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)化學(xué)平衡的標(biāo)志來(lái)判斷；
②先根據(jù)反應(yīng) NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），可知平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，由總濃度求出NH₃、CO₂ 的平衡濃度，最后代入平衡常數(shù)的表達(dá)式來(lái)計(jì)算；
③根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響來(lái)回答；
④氨基甲酸銨分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（2）⑤根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的公式來(lái)計(jì)算；
⑥由圖象數(shù)據(jù)可以得出，用不同初始濃度，不同溫度下的平均速率的大小來(lái)說(shuō)明．

解答 解：（1）①A、因未指明速率的方向，無(wú)法確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；
B、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，已達(dá)到平衡，故B正確；
C、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變，已達(dá)到平衡，故C正確；
D、因反應(yīng)物（NH₂COONH₄）是固體物質(zhì)，所以密閉容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)始終不變，為$\frac{2}{3}$．故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
②容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，故NH₃和CO₂的濃度分別為3.2×10^-3 mol/L、1.6×10^-3 mol/L，代入平衡常數(shù)表達(dá)式：K=（3.2×10^-3 ）²×1.6×10^-3 =1.6×10^-8，
故答案為：1.6×10^-8；
③若在恒溫下壓縮容器體積，則壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，所以固體質(zhì)量會(huì)增加，
故答案為：增加；
④氨基甲酸銨分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)焓變大于0，△H＞0，
故答案為：＞；
（2）⑤化學(xué)反應(yīng)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因25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大，
故答案為：25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數(shù)的計(jì)算，反應(yīng)速率的計(jì)算等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，題目注重了基礎(chǔ)知識(shí)的考查，本題難度較大．