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)．
（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

 

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）該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

，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)：

 

．（保留兩位有效數(shù)字）
（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

 

（填“增加”“減少”或“不變”）；
（4）氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H

 

0（填“＞”“=”或“＜”），熵變△S

 

0 （填“＞”“=”或“＜”）．此反應(yīng)在該溫度下能自發(fā)進(jìn)行原因是

 

 效應(yīng)大于

 

效應(yīng)．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進(jìn)行判斷；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=

各個(gè)生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

各個(gè)反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

，固體和純?nèi)軇┎涣腥氡磉_(dá)式中，并根據(jù)平衡數(shù)據(jù)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)回答判斷；
（4）根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響以及反應(yīng)前后氣體量的變化來(lái)確定焓變和熵變的符號(hào)，該溫度下能自發(fā)進(jìn)行原因是△G＜0．

解答： 解：（1）A．2v（NH₃）═v（CO₂），不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，不一定是平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)是一個(gè)前后系數(shù)和變化的反應(yīng)，密閉容器中總壓強(qiáng)不變，證明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．密閉容器中混合氣體的密度ρ=

m

V

，質(zhì)量不守恒，分子變化，V不變，容器中總密度不變，證明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；
D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變，不能證明達(dá)到平恒狀態(tài)，故D錯(cuò)誤．
故選BC；
（2）反應(yīng)NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）的K=c²（NH₃）?c（CO₂），設(shè)二氧化碳濃度的變化量x，
NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）
初始濃度：0         0
變化濃度：2x        x
平衡濃度：2x        x
則3x=4.8×10^-3mol/L，即x=1.6×10^-3mol/L，K=1.6×10^-3mol/L×（3.2×10^-3）²≈1.6×10^-8（mol?L^-1）³，
故答案為：c²（NH₃）?c（CO₂）；1.6×10^-8（mol?L^-1）³；
（3）若在恒溫下壓縮容器體積，則會(huì)將壓強(qiáng)增大，平衡向左移動(dòng)，固體質(zhì)量增大，故答案為：增加；
（4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)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(dòng)，反應(yīng)是吸熱的，反應(yīng)物是固體，產(chǎn)物是氣體，該反應(yīng)是熵增加的過(guò)程，即△H＞0，△S＞0，該溫度下能自發(fā)進(jìn)行原因是△G＜0，即熵變量大于焓變量，故答案為：＞；＞；熵；焓．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及化學(xué)平衡的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡的移動(dòng)等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．