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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(×10-3mol/L) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是
BC
BC
(两个选项).
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
②根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为
1.6×10-8
1.6×10-8
(保留2位有效数字).
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℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器至一定体积,达新平衡后,氨基甲酸铵固体的质量比原平衡
增加
增加
(填“大”、“小”或“相同”),NH3的物质的量浓度比原平衡
(填“大”、“小”或“相同”).
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H
0,熵变△S
0(填>、<或=).
(2)已知:NH2COONH4+2H2O?NH4HCO3+NH3?H2O.该小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示.

⑤计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率
0.05mol/(L?min)
0.05mol/(L?min)

⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大
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.
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.
分析:(1)①根据化学平衡的标志来判断;
②先根据反应 NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g),可知平衡时容器内气体的浓度之比为2:1,由总浓度求出NH3、CO2 的平衡浓度,最后代入平衡常数的表达式来计算;
③根据压强对化学平衡的影响判断平衡移动的方向从而判断氨基甲酸铵固体的质量的变化情况;根据平衡移动原理来分析;
④根据表中数据判断随着温度升高,平衡移动的方向,从而判断出正反应是吸热还是放热;根据气态物质的熵大于液态物质的熵判断出熵变;
(2)⑤根据化学反应速率的公式来计算;
⑥由图象数据可以得出,用不同初始浓度,不同温度下的平均速率的大小来说明.
解答:解:(1)①A、因未指明速率的方向,无法确定正逆反应速率的关系,故A不正确;
B、该反应是气体体积增大的反应,故当容器内压强不变时,已达到平衡,故B正确;
C、该反应是气体体积增大的反应,故当密闭容器中混合气体的密度不变,已达到平衡,故C正确;
D、因反应物(NH2COONH4)是固体物质,所以密闭容器中NH3的体积分数始终不变,为2/3.故D不正确;
故选:BC;
②容器内气体的浓度之比为2:1,故NH3和CO2的浓度分别为3.2×10-3 mol/L、1.6×10-3 mol/L,代入平衡常数表达式:K=(3.2×10-32×1.6×10-3 =1.6×10-8,故答案为:1.6×10-8
③压缩容器体积,气体压强增大,平衡向逆向移动,氨基甲酸铵质量增加;NH3的物质的量减少,容器的体积减小,最终平衡时NH3的物质的量浓度比原平衡大;
故答案为:增加;大;
④从表中数据可以看出,随着温度升高,气体的总浓度增大,平衡正向移动,则该反应为吸热反应,△H>0;反应中固体变为气体,混乱度增大,△S>0,故答案为:>;>;
(2)①化学反应速率V=
△C
△t
=
2.2mol/L-1.9mol/L
6min
=0.05mol/(L?min),
故答案为:0.05mol/(L?min);
②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,
故答案为: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.
点评:本题考查了化学平衡状态的判断,平衡移动、平衡常数的计算,反应速率的计算等,注重了基础知识的考查,本题难度较大.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?浙江)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(×10-3mol/L) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是
BC
BC

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
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:
1.6×10-8mol/L3
1.6×10-8mol/L3

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℃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
增加
增加
(填“增加”、“减小”或“不变”).
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H
0,熵变△S
0(填>、<或=).
(2)已知:NH2COONH4+2H2O?NH4HCO3+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水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示.
⑤计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率
0.05mol/(L?min)
0.05mol/(L?min)

⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大:
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.
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.

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科目:高中化学 来源:2012届江西省南昌三中高三第三次月考化学试卷(带解析) 题型:填空题

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
(×103mol/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
A.                                   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
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:__________________________。
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℃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”、“减小”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变H____0,熵变S___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水解反应速率,得到c(NH2COO)随时间变化趋势如图所示。

⑤计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率___________________________。
⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大:_______________________。

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科目:高中化学 来源:2013届海南省高二上学期期末考试理科化学试卷(解析版) 题型:填空题

(12分)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。

(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·L1

2.4×

103

3.4×

103

4.8×

103

6.8×

103

9.4×

103

(1)可以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

(2)该分解反应的平衡常数表达式为____________________________,根据表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数:____________________。(保留两位有效数字)

(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“<”)。此反应在该温度下能自发进行原因是 ________ 效应大于 ___________效应.

 

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科目:高中化学 来源:2014届吉林省长春市高一下学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:实验题

(10分)

I.(4分)某温度下的溶液中,c(H)=10x mol/L,c(OH)=10y mol/L。x与y的关系如图所示:

(1)该温度下,中性溶液的pH=       

(2)该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH=       

II. (6分)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

(×103mol/L)

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是          (填字母)。

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

②根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为                        

(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水解反应速率,得到c(NH2COO)随时间变化趋势如图所示。

③计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为                

④根据图中信息,如何说明水解反应的平均速率随温度升高而增大:              

                                                                          

 

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