Question

【題目】某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定。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(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)＝2NH3(g)＋CO2(g),實(shí)驗(yàn)測(cè)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(qiáng)/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)可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是________(填字母序號(hào))。

A．2v(NH3)＝v(CO2)

B．密閉容器中總壓強(qiáng)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?jǐn)?shù)不變

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25.0 ℃時(shí)的分解平衡常數(shù)：__________。

(3)取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25.0 ℃下達(dá)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(zhì)量將________(填“增加”“減少”或“不變”)。

(4)氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變ΔH____0(填“＞”“＝”或“＜”，下同)，熵變ΔS____0。

Answer 1

【答案】BC K＝c2(NH3)·c(CO2)≈1.6×10－8 增加 ＞ ＞

【解析】

（1）當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；化學(xué)反應(yīng)中變化的量不在發(fā)生變化，說(shuō)明達(dá)到平衡，以此解答該題；

（2）根據(jù)K＝c2(NH3)·c(CO2)計(jì)算；

（3）增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)；

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，平衡氣體總濃度增大，這說(shuō)明升高溫度平衡向生成氨氣和CO2的方向進(jìn)行。

（1）A.未說(shuō)反應(yīng)速率的正逆，故A錯(cuò)誤；

B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系壓強(qiáng)逐漸增大,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明達(dá)平衡狀態(tài)，故B正確；

C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的總質(zhì)量增大，而容器的體積不變,密閉容器中混合氣體的密度增大,當(dāng)密度不變時(shí)，說(shuō)明達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；

D.氨氣與二氧化碳比例始終為2:1，不會(huì)隨反應(yīng)方向變化而變化,與平衡無(wú)關(guān),不能判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡，故D錯(cuò)誤；

答案：BC

（2）K＝c2(NH3)·c(CO2)=（4.8×2/3×10－3）2×(4.8×1/3×10－3)≈1.6×10－8；

答案：1.6×10－8

（3）壓縮容器體積，增大了壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量增加。

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，平衡氣體總濃度增大，這說(shuō)明升高溫度平衡向生成氨氣和CO2的方向進(jìn)行，即分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此該分解反應(yīng)的焓變ΔH＞0；正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，因此ΔS＞0。