Question

【題目】在學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率知識后，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了科學(xué)探究活動。

［探究活動一］探究金屬與不同酸反應(yīng)的反應(yīng)速率：常溫下，用經(jīng)過砂紙打磨的鋁片中取兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H+)相同，足量的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管中，發(fā)現(xiàn)鋁片在稀鹽酸中消失的時間比在稀硫酸中短。

（1）對［探究活動一］實驗現(xiàn)象發(fā)生的原因，請你幫該研究性學(xué)習(xí)小組提出兩個假設(shè)：

假設(shè)Ⅰ_______________________________。

假設(shè)Ⅱ_______________________________。

并請你設(shè)計實驗對以上假設(shè)進(jìn)行驗證：

驗證假設(shè)Ⅰ_______________________________。

驗證假設(shè)Ⅱ_______________________________。

［探究活動二］某小組在實驗室測定氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率。

（2）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(dá)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(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)平衡狀態(tài)的是 ．

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(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=）．

（3）已知：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O．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(yīng)速率，得到c（NH2COO-）隨時間變化趨勢如下圖所示．

⑤計算25℃時，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）假設(shè)Ⅰ:Cl-對鋁和酸的反應(yīng)有促進(jìn)作用

假設(shè)Ⅱ:Cl-對鋁和酸的反應(yīng)有抑制作用

驗證假設(shè)Ⅰ:在鋁和稀硫酸反應(yīng)的容器中加入固體氯化鈉，看是否加快放出氫氣的速率

驗證假設(shè)Ⅱ:在鋁和稀鹽酸反應(yīng)的容器中加入固體硫酸鈉，看是否減慢放出氫氣的速率

（2）①BC；②1.6×10-8mol/L；③增加；④＞；＞；

（3）⑤0.05mol/（Lmin）；⑥25℃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．

【解析】

試題分析：（1）兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H+)相同，足量的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管中，發(fā)現(xiàn)鋁片在稀鹽酸中消失的時間比在稀硫酸中短。根據(jù)對比實驗的特征，可以提出假設(shè)，假設(shè)Ⅰ:Cl-對鋁和酸的反應(yīng)有促進(jìn)作用；假設(shè)Ⅱ: Cl-對鋁和酸的反應(yīng)有抑制作用。設(shè)計實驗驗證提出的假設(shè)結(jié)論，驗證假設(shè)Ⅰ:在鋁和稀硫酸反應(yīng)的容器中加入固體氯化鈉，看是否加快放出氫氣的速率；驗證假設(shè)Ⅱ:在鋁和稀鹽酸反應(yīng)的容器中加入固體硫酸鈉，看是否減慢放出氫氣的速率。

（2）①A項不能表示正、逆反應(yīng)速率相等，A項錯誤；B．因為該反應(yīng)的正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增大，則密閉容器中壓強(qiáng)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，B項正確；C．容器的體積不變，反應(yīng)向右進(jìn)行，氣體的質(zhì)量不斷增加，密度不斷增大，當(dāng)密度不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項正確；D．反應(yīng)物是固體，NH3的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3，D項錯誤；答案選BC。

②需將25 ℃的總濃度轉(zhuǎn)化為NH3和CO2的濃度：c（NH3）＝2/3×4.8×10－3mol·L－1＝3.2×10－3mol·L－1，c（CO2）＝1/3×4.8×10－3mol·L－1＝1.6×10－3mol·L－1，K=（3.2×10－3）2×1.6×10－3≈1.6×10－8。

③增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，固體質(zhì)量增大。

④根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,隨著溫度升高，平衡正向移動，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，焓變（△H）大于0；根據(jù)氣態(tài)物質(zhì)的熵大于液態(tài)物質(zhì)的熵判斷，該反應(yīng)熵變（△S）大于0。

（3）⑤根據(jù)題圖數(shù)據(jù)，25℃時，0～6min，v（NH2COO-）=(2.2mol/L-1.9mol/L)÷6min=0.05molL-1min-1.

⑥根據(jù)圖中信息，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, 說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大。