1.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)和水解反應(yīng)速率的測(cè)定.
(1)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)列于表:
溫度/℃15.020.025.030.035.0
平衡總壓強(qiáng)/kPa5.78.312.017.124.0
平衡氣體總液度/mol•L-12.4×10-33.4×10-34.8×10-36.8×10-39.4×10-3
①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是BC.(填編號(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):K=1.6×10-8mol3/L3
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)量增加 (填“增加”,“減少”或“不變”).
④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H>0(填“>”、“=”或“<”),熵變△S>0(填“>”、“=”或“<”).
(2)已知:NH2COONH4+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(cè)定水解反應(yīng)速率,得到c(NH2COO-)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示.
計(jì)算25.0℃時(shí),0~6min 氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率0.05mol/(L•min).

分析 (1)①反應(yīng)是一個(gè)氣體量增加的反應(yīng),壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的平衡有影響,結(jié)合常用判斷化學(xué)平衡的判據(jù)解答;
②根據(jù)表中25℃時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算分解平衡常數(shù),平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=c2(NH3)c(CO2);
③氨基甲酸銨的分解反應(yīng)為NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g),恒溫下壓縮容器體積,等效于對(duì)體系加壓,結(jié)合勒夏特列原理知識(shí)解答;
④根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷分解反應(yīng)的焓變,反應(yīng)是氣體量增加的反應(yīng),氣體量增加有助于體系混亂度增加,熵變也增加;
(2)結(jié)合25℃時(shí),時(shí)間-濃度變化圖計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率,起始濃度為2.2mol/L,6min時(shí)濃度為1.9mol/L,化學(xué)反應(yīng)平均速率為$\overline{r}=\frac{△c}{△t}$.

解答 解:(1)①A.速率關(guān)系應(yīng)為$\frac{v(N{H}_{3})}{2}=v(C{O}_{2})$,且應(yīng)指明是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率,不可以作為判據(jù),故A不選;
B.反應(yīng)的壓強(qiáng)取決于產(chǎn)物的壓強(qiáng),當(dāng)體系壓強(qiáng)不發(fā)生改變時(shí),可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡,可以作為判據(jù),故B可選;
C.密閉容器中混合氣體的密度為$ρ=\frac{{m}_{混}}{V}$,混合氣體都是產(chǎn)物,當(dāng)混合氣體的密度不再改變時(shí),即m不發(fā)生改變,可以判斷反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,可作為判據(jù),故C可選;
D.產(chǎn)物中氨氣于二氧化碳的體積比在整個(gè)反應(yīng)中始終滿(mǎn)足2:1,氨氣的體積分?jǐn)?shù)始終不變,不可作為化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù),故D不選.
故選BC;
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),當(dāng)溫度為25.0℃時(shí),體系平衡總壓強(qiáng)為12.0kPa,平衡氣體總濃度為4.8×10-3mol/L,由于整個(gè)反應(yīng)中,氨氣與二氧化碳的量始終滿(mǎn)足2:1的關(guān)系,則平衡時(shí)候,$c(N{H}_{3})=\frac{2}{3}c$,$c(C{O}_{2})=\frac{1}{3}c$,c=4.8×10-3mol/L,根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式K=c2(NH3)c(CO2),則$K=(\frac{2}{3}c)^{2}×\frac{1}{3}c$=$(\frac{2}{3}c)^{2}×\frac{1}{3}c$=$\frac{4}{27}{c}^{3}$=1.6×10-8mol3/L3.故答案為:K=c2(NH3)c(CO2)=$(\frac{2}{3}c)^{2}×\frac{1}{3}c=1.6×1{0}^{-8}mo{l}^{3}/{L}^{3}$;
③氨基甲酸銨的分解反應(yīng)為NH2COONH4(s)?2NH3+CO2,生成物均為氣體,在恒溫下壓縮容器體積,等效于對(duì)整個(gè)反應(yīng)體系加壓,由勒夏特列原理,反應(yīng)朝著減壓方向,即逆反應(yīng)方向移動(dòng),導(dǎo)致氨基甲酸銨固體質(zhì)量的增加.故答案為:增加;
④由表中各溫度下的數(shù)據(jù),隨著溫度的增加,產(chǎn)物總壓強(qiáng),總濃度均增加,說(shuō)明升高溫度,有利于產(chǎn)物的增加,即推動(dòng)反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則反應(yīng)的焓變△H>0;反應(yīng)是氣體量增加的反應(yīng),氣體量增加有助于體系的混亂度增加,熵變也增加,則熵變△S>0.故答案為:>;>;
(2)由時(shí)間-濃度圖可知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度減小,生成物的濃度增加,0-6min時(shí),根據(jù)反應(yīng)方程式:NH2COONH4+2H2O?NH4HCO3+NH3•H2O,在25℃時(shí),從圖象上對(duì)應(yīng)找到25℃時(shí)的濃度變化曲線,0時(shí)刻,氨基甲酸銨的濃度為2.2mol/L,6min時(shí)刻,氨基甲酸銨的濃度為1.9mol/L,則氨基甲酸銨下降的濃度為△c=2.2mol/L-1.9mol/L=0.3mol/L,則0-6min內(nèi),氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率為$\overline{r}=\frac{△c}{△t}=\frac{0.3mol/L}{6min}=0.05mol/(L•min)$.
故答案為:0.05mol/(L•min).

點(diǎn)評(píng) 本題考察了化學(xué)平衡的移動(dòng),平衡常數(shù)的計(jì)算,化學(xué)反應(yīng)速率,焓變和熵變等相關(guān)知識(shí)點(diǎn),考查較為綜合,注意高中的化學(xué)平衡常數(shù)一般是實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù),需帶單位計(jì)算,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.某燒堿樣品含少量不與酸作用的雜質(zhì),為了測(cè)定其純度,進(jìn)行以下滴定操作:
A.在250mL的容量瓶中定容配成250mL燒堿溶液
B.用堿式滴定管移取25mL燒堿溶液于錐形中并滴幾滴甲基橙指示劑
C.在天平上準(zhǔn)確稱(chēng)取燒堿樣品Wg,在燒杯中用蒸餾水溶解
D.將物質(zhì)的量濃度為c的標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液裝入酸式滴定管,調(diào)節(jié)液面,記下開(kāi)始讀數(shù)為V1
E.在錐形瓶下墊一張白紙,滴定至終點(diǎn),記下讀數(shù)V2
回答下列各問(wèn)題:
(1)正確操作步驟的順序是C→A→B→D→E(均用字母填寫(xiě)).
(2)使用滴定管的第一步操作是檢查滴定管是否漏水.
(3)E中在錐形瓶下墊一張白紙的作用是便于準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)時(shí)顏色的變化情況.
(4)D步驟中液面應(yīng)調(diào)節(jié)到調(diào)節(jié)到零刻度或零稍下的某一刻度,尖嘴部分應(yīng)充滿(mǎn)溶液無(wú)氣泡.滴定終點(diǎn)時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬野敕昼妰?nèi)不恢復(fù)為原來(lái)的顏色.
(5)在其他操作均正確的前提下,下列操作會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高的是ABCD.
A.用待測(cè)液潤(rùn)洗錐形瓶
B.用沖洗干凈的滴定管直接盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液
C.實(shí)驗(yàn)中酸式滴定管開(kāi)始讀數(shù)俯視,終點(diǎn)讀數(shù)仰視
D.用滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)、酸式滴定管尖嘴部分開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)有氣泡,結(jié)束時(shí)無(wú)氣泡
(6)該燒堿樣品純度的計(jì)算式為$\frac{80c({V}_{2}{-V}_{1})}{W}$%.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.下列化學(xué)用語(yǔ)正確的是( 。
A.乙醇分子的結(jié)構(gòu)式:B.氯原子的結(jié)構(gòu)示意
C.過(guò)氧化氫分子的電子式:D.乙烯的最簡(jiǎn)式:C2H4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

9.NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.l8gNH4+中所含的電子數(shù)為11NA
B.常溫下,1L PH=1的H2SO4溶液中含有的H+的數(shù)目為0.2NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LCl2完全溶于水時(shí)形成氯水時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA
D.常溫常壓下,3.4gH2O2含有極性鍵的數(shù)目為0.2NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.化學(xué)與生產(chǎn)、生活息息相關(guān),下列敘述正確的是( 。
A.石油分餾、海水曬鹽、燃煤煙氣的脫硫、菜籽中提取菜籽油等過(guò)程都是物理變化
B.CO2可與H2在一定條件下轉(zhuǎn)化為CO、CH3OH、CH3OCH3、HCOOH以及各種低碳烴,這些措施符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求
C.泡過(guò)高錳酸鉀溶液的硅藻土放于新鮮水果箱內(nèi)是為了催熟水果
D.生活中常用可溶性鋁鹽和銅鹽凈水

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.現(xiàn)有圖1儀器或裝置,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)儀器①的名稱(chēng)長(zhǎng)頸漏斗,②的名稱(chēng)是分液漏斗.
(2)用圖1儀器組裝成氣體發(fā)生裝置:用KClO3和MnO2制O2應(yīng)選的裝置是AE(填字母,下同);用H2O2與MnO2制O2,并控制產(chǎn)生O2的速率,應(yīng)選的裝置是BD.
(3)若用如2裝置X進(jìn)行“排空氣法”收集制取的O2,氧氣應(yīng)從c(填“b”或“c”,下同)端導(dǎo)入.
若瓶中裝滿(mǎn)水,用排水法收集氧氣,氧氣應(yīng)從b端導(dǎo)入.
(4)若用F裝置進(jìn)行CO還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室制取CO的方法一般采取甲酸脫水法(HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H2O),用純凈的CO完成該實(shí)驗(yàn).除F、X外還需要的裝置有DG,X中應(yīng)加入的試劑是濃硫酸,X與其他導(dǎo)管連接的順序是dcbe(填導(dǎo)管口的序號(hào)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.香豆素是一種用途廣泛的香料,可用于配制香精以及制造日用化妝品和香皂等.以有機(jī)物M和有機(jī)物A合成吞豆素的流程如圖:

已知以下信息:
①(CH33CCHO+CH2CHO$→_{△}^{稀堿}$$\stackrel{-H_{2}O}{→}$(CH33CCHO=CHCHO
②M的分子式為C2H6O,分子中有3種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子
③香豆素中含有兩個(gè)六元環(huán)
(l) M的化學(xué)名稱(chēng)是乙醇,由M生成B的化學(xué)方程式為2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O.
(2)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
(3)D轉(zhuǎn)變?yōu)镋的第①步所需的試劑及反應(yīng)條件是銀氨溶液、水浴加熱(或新制氫氧化銅懸濁液、加熱).
(4)由E生成香豆素的化學(xué)方程式為
(5)寫(xiě)出滿(mǎn)足如下條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)           ②1mol C完全反應(yīng)能消耗2mol NaOH
③苯環(huán)上有3個(gè)取代基       ④苯環(huán)上的一氯代物只有2種.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.ClO2是一種殺菌消每效率高、二次污染小的水處理劑.實(shí)驗(yàn)室中可通過(guò)以下反應(yīng)制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O.下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( 。
A.H2C2O4是氧化劑B.KClO3是還原劑
C.H2C2O4被氧化D.H2SO4發(fā)生氧化反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.25℃時(shí),向水中加入少量固體NaHSO4,c(H+)增大,Kw不變
B.向0.1 mol•L-1CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶體,$\frac{c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}{c(C{H}_{3}COOH)}$減小
C.常溫下,向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體,c(Ba2+)減小,BaCO3的Ksp減小
D.一定條件下,將一定濃度的CH3COONa溶液加水稀釋?zhuān)芤褐兴须x子的濃度都減小

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