Question

【題目】在學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)后，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了科學(xué)探究活動(dòng)。

［探究活動(dòng)一］探究金屬與不同酸反應(yīng)的反應(yīng)速率：常溫下，用經(jīng)過砂紙打磨的鋁片中取兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H+)相同，足量的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管中，發(fā)現(xiàn)鋁片在稀鹽酸中消失的時(shí)間比在稀硫酸中短。

（1）對(duì)［探究活動(dòng)一］實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生的原因，請(qǐng)你幫該研究性學(xué)習(xí)小組提出兩個(gè)假設(shè)：

假設(shè)Ⅰ_______________________________。

假設(shè)Ⅱ_______________________________。

并請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)以上假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證：

驗(yàn)證假設(shè)Ⅰ_______________________________。

驗(yàn)證假設(shè)Ⅱ_______________________________。

［探究活動(dòng)二］某小組在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率。

（2）將一定量純凈的氨基甲酸銨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（×10-3mol/L）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 ．

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℃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 （填“增加”、“減小”或“不變”）．

④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H 0，熵變△S 0（填＞、＜或=）．

（3）已知：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O．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)間變化趨勢(shì)如下圖所示．

⑤計(jì)算25℃時(shí)，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率： ．

⑥根據(jù)圖中信息，如何說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大： 。

Answer 1

【答案】（1）假設(shè)Ⅰ:Cl-對(duì)鋁和酸的反應(yīng)有促進(jìn)作用

假設(shè)Ⅱ:Cl-對(duì)鋁和酸的反應(yīng)有抑制作用

驗(yàn)證假設(shè)Ⅰ:在鋁和稀硫酸反應(yīng)的容器中加入固體氯化鈉，看是否加快放出氫氣的速率

驗(yàn)證假設(shè)Ⅱ:在鋁和稀鹽酸反應(yīng)的容器中加入固體硫酸鈉，看是否減慢放出氫氣的速率

（2）①BC；②1.6×10-8mol/L；③增加；④＞；＞；

（3）⑤0.05mol/（Lmin）；⑥25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

【解析】

試題分析：（1）兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H+)相同，足量的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管中，發(fā)現(xiàn)鋁片在稀鹽酸中消失的時(shí)間比在稀硫酸中短。根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的特征，可以提出假設(shè)，假設(shè)Ⅰ:Cl-對(duì)鋁和酸的反應(yīng)有促進(jìn)作用；假設(shè)Ⅱ: Cl-對(duì)鋁和酸的反應(yīng)有抑制作用。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提出的假設(shè)結(jié)論，驗(yàn)證假設(shè)Ⅰ:在鋁和稀硫酸反應(yīng)的容器中加入固體氯化鈉，看是否加快放出氫氣的速率；驗(yàn)證假設(shè)Ⅱ:在鋁和稀鹽酸反應(yīng)的容器中加入固體硫酸鈉，看是否減慢放出氫氣的速率。

（2）①A項(xiàng)不能表示正、逆反應(yīng)速率相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增大，則密閉容器中壓強(qiáng)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，B項(xiàng)正確；C．容器的體積不變，反應(yīng)向右進(jìn)行，氣體的質(zhì)量不斷增加，密度不斷增大，當(dāng)密度不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確；D．反應(yīng)物是固體，NH3的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選BC。

②需將25 ℃的總濃度轉(zhuǎn)化為NH3和CO2的濃度：c（NH3）＝2/3×4.8×10－3mol·L－1＝3.2×10－3mol·L－1，c（CO2）＝1/3×4.8×10－3mol·L－1＝1.6×10－3mol·L－1，K=（3.2×10－3）2×1.6×10－3≈1.6×10－8。

③增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，固體質(zhì)量增大。

④根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,隨著溫度升高，平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，焓變（△H）大于0；根據(jù)氣態(tài)物質(zhì)的熵大于液態(tài)物質(zhì)的熵判斷，該反應(yīng)熵變（△S）大于0。

（3）⑤根據(jù)題圖數(shù)據(jù)，25℃時(shí)，0～6min，v（NH2COO-）=(2.2mol/L-1.9mol/L)÷6min=0.05molL-1min-1.

⑥根據(jù)圖中信息，25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大, 說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大。