Question

【题目】某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。

（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度/mol·L－1	2.4×10－3	3.4×10－3	4.8×10－3	6.8×10－3	9.4×10－3

①下列不能判断该分解反应已经达到平衡的是________。

A．2v（NH3）＝v（CO2）

B．密闭容器中总压强不变

C．密闭容器中混合气体的密度不变

D．密闭容器中氨气的体积分数不变

E．闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变

②用某气体组分（B）的平衡压强（pB）代替气体组分（B）的物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作KP），气体组分（B）的平衡压强（pB）等于混合气体的总压乘以该气体的物质的量分数。根据表中数据，计算 25.0 ℃时氨基甲酸铵分解的平衡常数Kp=_____ ___。

③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在 25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_________（填“增加”、“减少”或“不变”）。

④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH_________0（填“>”、“＝”或“<”），熵变ΔS_________0（填“>”、“＝”或“<”）。

（2）已知：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定其水解反应速率，得到c（NH2COO－）随时间的变化趋势如图所示。

⑤计算 25.0 ℃时，0～6 min 氨基甲酸铵水解反应的平均速率：____________。

⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：_______________。

Answer 1

【答案】（1）①ADE ②256（kPa）3 ③增加

④> > （2）⑤0.05 mol·L－1·min－1

⑥25.0℃时反应物的起始浓度较小，但 0～6 min的平均反应速率（曲线的斜率）仍比15.0℃时的大

【解析】

试题分析：①A．2v（NH3）═v（CO2），不能说明正逆反应速率相等，不一定是平衡状态，A错误；B．反应是一个前后系数和变化的反应，密闭容器中总压强不变，证明达到了平衡状态，B正确；C．密闭容器中混合气体的密度ρ=m/V，质量不守恒，分子变化，V不变，容器中总密度不变，证明达到了平衡状态，C正确；D．密闭容器中氨气的体积分数不变，不能证明达到平恒状态，D错误；E．体系中只有氨气和二氧化碳，且二者的组成固定，因此闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，E错误，答案选ADE；

②体系中氨气和CO2的体积之比是2：1，25℃平衡混合气体的压强为12kPa，其中氨气是8kPa，CO2是4kPa，所以25.0 ℃时氨基甲酸铵分解的平衡常数Kp＝（8kPa）2×4kPa＝256（kPa）3；

③若在恒温下压缩容器体积，则会将压强增大，平衡向左移动，固体质量增加；

④根据表中的数据分析：温度越高，则平衡气体的总浓度越大，所以升高温度，平衡正向移动，反应是吸热的，反应物是固体，产物是气体，该反应是熵增加的过程，即△H＞0；

⑤化学反应速率V=△c/△t=（ 2.2mol/L1.9mol/L）/6min=0.05mol/（Lmin）；

⑥因25℃反应物起始浓度较小，但0～6min的平均反应速率（曲线的斜率）仍比15℃大。