Question

16．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(shù)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(shù)據(jù)列于表中：

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ADE．
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(shù)不變
E．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（p_B）代替氣體組分（B）的物質的量濃度（c_B）也可以表示平衡常數(shù)（記作K_P），氣體組分（B）的平衡壓強（p_B）等于混合氣體的總壓乘以該氣體的物質的量分數(shù)．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算 25.0℃時氨基甲酸銨分解的平衡常數(shù)Kp=256（kPa）³．
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增加（填“增加”、“減少”或“不變”）．
④氨基甲酸銨分解反應的焓變△H＞0（填“＞”、“=”或“＜”），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，0～6min 氨基甲酸銨水解反應的平均速率：0.05mol/（L•min）．
⑥根據(jù)圖中信息，如何說明該水解反應速率隨溫度升高而增大：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．

Answer 1

分析 （1）①結合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)；
②容器內氣體的濃度之比為2：1，壓強分別為8kPa、4kPa，類比K計算kp；
③25.0℃下達到分解平衡．若在恒溫下壓縮容器體積，平衡逆向移動；
④該反應為氣體體積增大的反應，且由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大；
（2）⑤結合v=$\frac{△c}{△t}$計算0～6min 氨基甲酸銨水解反應的平均速率；
⑥水解反應為吸熱反應，且溫度升高，反應速率增大，由圖可知，起始濃度、溫度不同．

解答 解：（1）①A．2v（NH₃）=v（CO₂），不能確定正逆反應速率關系，不能判定平衡，故A選；
B．該反應為氣體體積不等的反應，則密閉容器中總壓強不變，達到平衡狀態(tài)，故B不選；
C．氣體的質量為變量，則密閉容器中混合氣體的密度不變，達到平衡狀態(tài)，故C不選；
D．氨氣與二氧化碳的體積比為2：1，密閉容器中氨氣的體積分數(shù)始終不變，不能判斷，故D選；
E．氨氣與二氧化碳的體積比為2：1，容器中混合氣體的平均相對分子質量始終不變嗎，不能判斷，故E選；
故答案為：ADE；
②容器內氣體的濃度之比為2：1，總壓強為12kPa，故NH₃和CO₂的濃度分別為3.2×10^-3 mol/L、1.6×10^-3 mol/L，壓強分別為8kPa、4kPa，Kp=8²×4=256（kPa）³，
故答案為：256（kPa）³；
③25.0℃下達到分解平衡．若在恒溫下壓縮容器體積，平衡逆向移動，所以固體質量會增加，故答案為：增加；
④由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，氨基甲酸銨分解反應的焓變△H＞0，為氣體體積增大的反應，則熵變△S＞0，故答案為：＞；＞；
（2）⑤0～6min 氨基甲酸銨水解反應的平均速率v=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min），故答案為：0.05mol/（L•min）；
⑤由圖可知，起始濃度、溫度不同，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，則該水解反應速率隨溫度升高而增大，
故答案為：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．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡常數(shù)及速率的計算、平衡移動、平衡判定為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意表格數(shù)據(jù)的應用，題目難度不大．