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）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)：K=1.6×10^-8（mol•L^-1）³．
③氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H＞0，熵變△S＞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水解反應(yīng)速率，得到c（NH₂COO^-）隨時間變化趨勢如圖所示．
計算25℃時，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率0.05mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)達(dá)到平衡狀態(tài)的特征：各組分濃度不再變化，正逆反應(yīng)速率相等進(jìn)行判斷；
②根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計算；
③溫度越高平衡氣體總濃度越大，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，△H大于0，△S是物質(zhì)的混亂程度的，氨基甲酸銨分解反應(yīng)固體變成氣體；
（2）化學(xué)反應(yīng)速率V=$\frac{△C}{△t}$=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min）．

解答 解：（1）①A、沒有標(biāo)明正逆反應(yīng)速率，無法判斷平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不相等，壓強(qiáng)不變，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C、由于反應(yīng)物是固體，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體質(zhì)量會變化，容器體積不變，密度也會發(fā)生變化，所以密度不變，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；
D、氨氣體積分?jǐn)?shù)不變，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度不變，故D錯誤；
故選BC；
②根據(jù)反應(yīng)：NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），n（NH₃）=2n（CO₂），所以K=c（CO₂）=$\frac{1}{3}$×4.8×10^-3mol•L^-1=1.6×10^-3mol•L^-1，c（NH₃）=$\frac{2}{3}$×4.8×10^-3mol•L^-1=3.2×10^-3mol•L^-1，依據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式，25.0℃時氨基甲酸銨的分解平衡常數(shù)為：1.6×10^-3mol•L^-1×（3.2×10^-3mol•L^-1）²≈1.6×10^-8（mol•L^-1）³，
故答案為：K=1.6×10^-8（mol•L^-1）³；
③溫度越高平衡氣體總濃度越大，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，△H大于0；氨基甲酸銨分解反應(yīng)是固體變成氣體，混亂程度變大，△S＞0，故答案為：＞；＞；
（2）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）．

點(diǎn)評 本題考查了化學(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，注重了基礎(chǔ)知識的考查，本題難度較大．