Question

15．某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）的分解反應(yīng)．
（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），在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于表：

溫度/℃	15	20	25	30	35
平衡總壓強/kPa	5.7	8.3	12	17.1	24
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該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式為K=c²（NH₃）c（CO₂）
②可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到平衡的是BD．
A．2v（NH₃）=v（CO₂）
B．密閉容器中混合氣體的密度不變
C．密閉容器中CO₂的體積分數(shù)不變
D．密閉容器中總壓強不變
③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中，在25℃下達到分解平衡．若在恒溫下增大容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將減少（填“增加”、“減少”或“不變”）．
④該反應(yīng)的焓變△H＞0（填“＞”、“=”或“＜”，下同），熵變△S＞0
（2）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫．
已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
②CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^-1
③S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₃=-296.0kJ•mol^-1
請寫出CO與SO₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270.0kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，純固體不能列入表達式中；
②結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判斷；
③若在恒溫下增大容器體積，壓強減小，平衡正向移動；
④由表格中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡總壓強增大，則平衡正向移動，且氣體的混亂度增大；
（2）由①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
②CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^-1
③S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₃=-296.0kJ•mol^-1
結(jié)合蓋斯定律可知，①-②-③得到2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）．

解答 解：（1）①由NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）可知，K=c²（NH₃）c（CO₂），故答案為：K=c²（NH₃）c（CO₂）；
②A．沒有標明正逆反應(yīng)速率，無法判斷平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．由于反應(yīng)物是固體，沒有達到平衡狀態(tài)，氣體質(zhì)量會變化，容器體積不變，密度也會發(fā)生變化，所以密度不變，達到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．生成物中氨氣與二氧化碳的體積比為2：1，則密閉容器中CO₂的體積分數(shù)不變，不能說明正逆反應(yīng)速率相等、各組分濃度不變，故C錯誤；
D．由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不相等，壓強不變，達到了平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD；
③若在恒溫下增大容器體積，壓強減小，平衡正向移動，則氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將減少，故答案為：減少；
④由表格中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡總壓強增大，則平衡正向移動，且氣體的混亂度增大，則該反應(yīng)的焓變△H＞0，熵變△S＞0，
故答案為：＞；＞；
（2）由①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
②CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^-1
③S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₃=-296.0kJ•mol^-1
結(jié)合蓋斯定律可知，①-②-③得到2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g），△H=（-393.5kJ•mol^-1）-（+172.5kJ•mol^-1）-（-296.0kJ•mol^-1）=-270.0kJ•mol^-1，
即熱化學(xué)方程式為2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270.0kJ•mol^-1，
故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270.0kJ•mol^-1．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算及焓變計算，為高頻考點，把握K的表達式、平衡特征及判定、平衡移動、蓋斯定律等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．