Question

某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（H₂NCOONH₄）水解反應速率的測定和分解反應平衡常數(shù)．
（1）已知：H₂NCOONH₄+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速率，得到c（H₂NCOO^-）隨時間變化趨勢如圖所示．
①25℃時，0～6min氨基甲酸銨水解反應的平均速率為

 

．
②對比如圖中哪兩條曲線，能得出“水解反應速率隨溫度升高而增大”的結論？

 

．
（2）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：H₂NCOONH₄（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（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

③能標志該分解反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是

 

．
A．單位時間內(nèi)生成1mol CO₂的同時消耗2mol NH₃
B．容器內(nèi)氣體壓強保持不變
C．容器中CO₂與NH₃的物質的量之比保持不變
D．容器中混合氣體的密度保持不變
④根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算，15.0℃時的分解平衡常數(shù)（K_c）為

 

．
⑤氨基甲酸銨分解反應屬于

 

反應（填放熱或吸熱），理由是

 

．
⑥氨基甲酸銨分解反應的熵變△S

 

0（填＞、＜或=）．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）①根據(jù)化學反應速率的公式來計算；
②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．
（2）③根據(jù)化學平衡的標志來判斷；
④先根據(jù)反應 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)的表達式來計算；
⑤根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷隨著溫度升高，平衡移動的方向，從而判斷出正反應是吸熱還是放熱；
⑥根據(jù)氣態(tài)物質的熵大于液態(tài)物質的熵判斷出熵變；

解答： 解：（1）①化學反應速率V=

△c

△t

=

2.2mol/L-1.9mol/L

6min

=0.05mol/（L?min），故答案為：0.05mol/（L?min）；
②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，
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．
（2）③A、單位時間內(nèi)生成1mol CO₂相當于生成2mol NH₃同時消耗2mol NH₃，則正逆反應速率相等，故A正確；
B、該反應是氣體體積增大的反應，故當容器內(nèi)壓強不變時，已達到平衡，故B正確；
C、因反應物（NH₂COONH₄）是固體物質，所以CO₂與NH₃的物質的量之比，為1：2，故C錯誤；
D、該反應是氣體質量增大的反應，故當密閉容器中混合氣體的密度不變，已達到平衡，故D正確；
故選：ABD；
④15.0℃時，總濃度為2.4×10^-3 mol/L，容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，故NH₃和CO₂的濃度分別為1.6×10^-3 mol/L、0.8×10^-3 mol/L，代入平衡常數(shù)表達式：K=（1.6×10^-3）²×0.8×10^-3 =2.048×10^-9，故答案為：2.048×10^-9；
⑤從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著溫度升高，氣體的總濃度增大，平衡正向移動，則該反應為吸熱反應，△H＞0；故答案為：吸熱；隨著溫度升高，平衡氣體濃度增大；
⑥反應中固體變?yōu)闅怏w，混亂度增大，△S＞0，故答案為：＞；

點評：本題是一道考查化學反應速率概念及其計算，化學平衡、化學平衡常數(shù)的概念及其計算，以及判斷反應的焓變、熵變等相關知識的試題，要求考生利用圖表、進行數(shù)據(jù)分析判斷，吸收、提取有效信息，突出了化學信息運用能力的考查．同時，對于作為化學的基本技能之一的化學計算，滲透在相關的知識塊之中，強調計算的實用性以及認識、解決問題的綜合性．