Question

【題目】某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應平衡常數和水解反應速率的測定。

（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據列于下表：

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

①下列不能判斷該分解反應已經達到平衡的是________。

A．2v（NH3）＝v（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．密閉容器中氨氣的體積分數不變

E．閉容器中混合氣體的平均相對分子質量不變

②用某氣體組分（B）的平衡壓強（pB）代替氣體組分（B）的物質的量濃度（cB）也可以表示平衡常數（記作KP），氣體組分（B）的平衡壓強（pB）等于混合氣體的總壓乘以該氣體的物質的量分數。根據表中數據，計算 25.0 ℃時氨基甲酸銨分解的平衡常數Kp=_____ ___。

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 25.0 ℃下達到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質量_________（填“增加”、“減少”或“不變”）。

④氨基甲酸銨分解反應的焓變ΔH_________0（填“>”、“＝”或“<”），熵變ΔS_________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定其水解反應速率，得到c（NH2COO－）隨時間的變化趨勢如圖所示。

⑤計算 25.0 ℃時，0～6 min 氨基甲酸銨水解反應的平均速率：____________。

⑥根據圖中信息，如何說明該水解反應速率隨溫度升高而增大：_______________。

Answer 1

【答案】（1）①ADE ②256（kPa）3 ③增加

④> > （2）⑤0.05 mol·L－1·min－1

⑥25.0℃時反應物的起始濃度較小，但 0～6 min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15.0℃時的大

【解析】

試題分析：①A．2v（NH3）═v（CO2），不能說明正逆反應速率相等，不一定是平衡狀態，A錯誤；B．反應是一個前后系數和變化的反應，密閉容器中總壓強不變，證明達到了平衡狀態，B正確；C．密閉容器中混合氣體的密度ρ=m/V，質量不守恒，分子變化，V不變，容器中總密度不變，證明達到了平衡狀態，C正確；D．密閉容器中氨氣的體積分數不變，不能證明達到平恒狀態，D錯誤；E．體系中只有氨氣和二氧化碳，且二者的組成固定，因此閉容器中混合氣體的平均相對分子質量始終不變，E錯誤，答案選ADE；

②體系中氨氣和CO2的體積之比是2：1，25℃平衡混合氣體的壓強為12kPa，其中氨氣是8kPa，CO2是4kPa，所以25.0 ℃時氨基甲酸銨分解的平衡常數Kp＝（8kPa）2×4kPa＝256（kPa）3；

③若在恒溫下壓縮容器體積，則會將壓強增大，平衡向左移動，固體質量增加；

④根據表中的數據分析：溫度越高，則平衡氣體的總濃度越大，所以升高溫度，平衡正向移動，反應是吸熱的，反應物是固體，產物是氣體，該反應是熵增加的過程，即△H＞0；

⑤化學反應速率V=△c/△t=（ 2.2mol/L1.9mol/L）/6min=0.05mol/（Lmin）；

⑥因25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大。