Question

某研究小组在实验探究测定氨基甲酸氨（NH₂COONH₄）的分解反应平衡常数和水解反应速率．
（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

 

．
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℃时的分解平衡常数：

 

．
③氨基甲酸铵分解反应的焓变△H

 

0，熵变△S

 

0（填＞、＜或=）．
③若在25℃达到平衡时压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量

 

（填“增加”、“减小”或“不变”）．若条件不变，将上述平衡体系中的氨基甲酸氨取出一部分，则该反应的△H

 

（填“增加”、“减小”或“不变”）
（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃?H₂O．NH₂COONH₄的起始浓度均为0.08mol?L^-1，测得不同温度及pH下，溶液中NH₂COONH₄的浓度减少

1

2

所需的时间（t）如表所示

T/℃	t/min
	pH=10.0	pH=9.0	pH=8.0	pH=7.0
15	30	24	16	6
20	18	13	8	4
25	12	8	3	2

①计算20℃时，pH=8.0的条件下，NH₂COONH₄的平均水解速率

 

．
②根据表中数据，推测NH₂COONH₄在下列条件下的平均水解速率最小的是

 

A.30℃，pH=10.0   B.25℃，pH=6.0   C.10℃，pH=9.0．

Answer 1

考点：测定某些化学反应的速率

专题：实验设计题

分析：（1）①反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，由此进行判断；
②根据平衡数据来计算；
③根据压强对化学平衡移动的影响来回答判断；
④根据压强对化学平衡移动的影响来回答判断；反应热与反应途径无关，和化学计量数有关；
（2）①NH₂COONH₄的起始浓度为0.08mol?L^-1，20℃pH=8.0的条件下，浓度减少一半需要时间为8min，结合v=

△c

△t

计算；
②从表中数据变化可知，随温度升高，反应速率加快，随pH的增大，反应速率减慢．

解答： 解：（1）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，故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，故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，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错误；
故选BC；
②反应NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）的K=c²（NH₃）?c（CO₂），设二氧化碳浓度的变化量x，
NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）
初始浓度：0         0
变化浓度：2x        x
平衡浓度：2x        x
则3x=4.8×10^-3mol/L，即x=1.6×10^-3mol/L，K=1.6×10^-3mol/L×（3.2×10^-3）²≈1.6×10^-8（mol?L^-1）³，
故答案为：1.6×10^-8（mol?L^-1）³；
③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，△S＞0，故答案为：＞；＞；
④若在恒温下压缩容器体积，则会将压强增大，平衡向左移动，固体质量增大，反应热和反应途径无关，和化学计量数有关，故化学计量数不变，反应热不变；故答案为：增加；不变；
（2）①NH₂COONH₄的起始浓度为0.08mol?L^-1，20℃pH=8.0的条件下，浓度减少一半需要时间为8min，v=

△c

△t

=

0.04mol/L

8min

=0.005mol．L^-1．mol^-1，
故答案为：0.005mol．L^-1．mol^-1；
②从表中数据变化可知，随温度升高，反应速率加快，随pH的增大，反应速率减慢，故25℃，pH=6.0的速率大于10℃，pH=9.0的速率；即B的速率大于C的速率；
25℃，pH=10.0的反应时间为12min，则 30℃，pH=10.0的反应时间小于12min，15℃，pH=9.0的反应时间为24min，则10℃，pH=9.0的反应时间大于24min，
故反应最慢的为C；
故答案为：C．

点评：本题涉及化学平衡的判断、化学平衡常数的计算、化学平衡的移动等知识，属于综合知识的考查，难度不大．注意从表中数据找出变化规律．