Question

10．某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（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），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)，列式計算25.0℃時的分解平衡常數(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定上述反應(yīng)速率，得到c（NH₂COO^-）隨時間變化趨勢如圖所示．

⑤計算25℃時，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)志來判斷；
②先根據(jù)反應(yīng) NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），可知平衡時容器內(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)式來計算；
③根據(jù)壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響來回答；
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)速率的公式來計算；
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說明．

解答 解：（1）①A、因未指明速率的方向，無法確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，故A錯誤；
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，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，所以固體質(zhì)量會增加，
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．

點評 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)的計算，反應(yīng)速率的計算等，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，題目注重了基礎(chǔ)知識的考查，本題難度較大．