Question

（10分）
I.(4分)某溫度下的溶液中，c(H^＋)=10^x mol/L,c(OH^－)=10^y mol/L。x與y的關(guān)系如圖所示：

（1）該溫度下,中性溶液的pH=       。
（2）該溫度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH=       。
II. (6分)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)和水解反應(yīng)速率的測(cè)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(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 (×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         （填字母）。
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)，計(jì)算25.0℃時(shí)的分解平衡常數(shù)為                        。
（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(cè)定水解反應(yīng)速率，得到c(NH₂COO^－)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖所示。

③計(jì)算25℃時(shí)，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率為                。
④根據(jù)圖中信息，如何說明水解反應(yīng)的平均速率隨溫度升高而增大：              
                                                                          。

Answer 1

I.(4分)（1）7.5 （2分）      （2）13（2分）
II. (6分)（1）①BC（2分）； ②1.6×10^－8（mol·L^－1)³（2分）
（2）③0.05mol·L^－1·min^－1。(1分) ④25℃反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大。(1分)

I.（1）根據(jù)圖像可知該溫度下水的離子積常數(shù)是1×10^－15，該溫度下,中性溶液的pH=7.5。
（2）0.01 mol/L NaOH溶液OH－的濃度是0.01mol/L，所以氫離子是1×10^－13mol/L，因此pH＝13。
II.（1）①在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。不正確，不滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。反應(yīng)前后體積是變化的，所以壓強(qiáng)也是變化的，因此B可以說明。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中容積始終是不變的，但質(zhì)量是變化的，所以C正確。由于只有生成物是氣體，所以氨氣的分?jǐn)?shù)始終是不變的，D不正確，答案選BC。
②根據(jù)數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)氨氣是0.0048mol/L÷3×2＝0.0032mol/L，所以CO₂是0.0016mol/L，因此平衡常數(shù)是1.6×10^－8（mol·L^－1)³。
（2）③25℃時(shí)，0～6min氨基甲酸銨的濃度減小了2.2mol/L－1.9mol/L＝0.3mol/L，所以反應(yīng)速率是0.3mol/L÷6min＝0.05mol·L^－1·min^－1。
④根據(jù)圖像可知，25℃反應(yīng)物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大。這說明水解反應(yīng)的平均速率隨溫度升高而增大。