Question

20．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）氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）分解反應(yīng)是NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）．
①某物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)時(shí)的反應(yīng)焓變．
例如：CH₃COOH的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓是指如下反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的焓變△H（CH₃COOH）C（s）+O₂（g）+H₂（g）═CH₃COOH（l）△H（CH₃COOH）
已知NH₂COONH₄（s）、NH₃（g）和CO₂（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為△H₁、△H₂和△H₃，則上述NH₂COONH₄分解反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=2△H₂+△H₃-△H₁
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：
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
平衡氣體總濃度 （×10-3mol/L）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

i．可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是BC．
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
ii．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)：1.6×10^-8．（保留兩位有效數(shù)字）
iii．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．下列說法正確的是c．
a、恒溫、壓縮容器體積，再次達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)大于原平衡壓強(qiáng)
b、恒溫、增大容器體積，再次達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的c（CO₂）小于原平衡時(shí)的濃度
c、固定活塞、升高溫度，再次達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)大于原平衡時(shí)的壓強(qiáng)．
（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)間變化趨勢(shì)如圖所示．

①計(jì)算25℃時(shí)，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率0.05mol/（L•min）．
②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：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．

Answer 1

分析 （1）①某物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)時(shí)的反應(yīng)焓變，分解反應(yīng)是NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）．的焓變△H=生成物總焓-反應(yīng)物總焓；
②i．根據(jù)化學(xué)平衡的標(biāo)志來判斷，正逆反應(yīng)速率相同，各組分濃度保持不變及其衍生的各種關(guān)系符合平衡標(biāo)志；
ii．先根據(jù)反應(yīng) NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），可知平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，由總濃度求出NH₃、CO₂ 的平衡濃度，最后代入平衡常數(shù)的表達(dá)式來計(jì)算；
iii．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，是恒溫恒壓容器，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響判斷平衡移動(dòng)的方向從而判斷氨基甲酸銨固體的質(zhì)量的變化情況；根據(jù)平衡移動(dòng)原理來分析；
（2）①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的公式來計(jì)算；
②由圖象數(shù)據(jù)可以得出，用不同初始濃度，不同溫度下的平均速率的大小來說明．

解答 解：（1）①已知NH₂COONH₄（s）、NH₃（g）和CO₂（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為△H₁、△H₂和△H₃，則上述NH₂COONH₄分解反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=2△H₂+△H₃-△H₁，
故答案為：2△H₂+△H₃-△H₁；
②i．A、因未指明速率的方向，無法確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，故A不正確；
B、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，已達(dá)到平衡，故B正確；
C、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變，已達(dá)到平衡，故C正確；
D、因反應(yīng)物（NH₂COONH₄）是固體物質(zhì)，所以密閉容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)始終不變，為$\frac{2}{3}$．故D不正確；
故選：BC；
ii．平衡氣體總濃度4.8×10^-3mol/L，容器內(nèi)氣體的濃度之比為2：1，故NH₃和CO₂的濃度分別為3.2×10^-3 mol/L、1.6×10^-3 mol/L，代入平衡常數(shù)表達(dá)式：K=（3.2×10^-3 ）²×1.6×10^-3 =1.6×10^-8，故答案為：1.6×10^-8；
iii．壓縮容器體積，氣體壓強(qiáng)增大，平衡向逆向移動(dòng)，氨基甲酸銨質(zhì)量增加；NH₃的物質(zhì)的量減少，容器的體積減小，最終平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量濃度比原平衡大；
a、恒溫、壓縮容器體積，增大壓強(qiáng)平衡逆向進(jìn)行，再次達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)小于原平衡壓強(qiáng)，故a錯(cuò)誤；
b、恒溫、增大容器體積，減小壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，再次達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的c（CO₂）大于原平衡時(shí)的濃度，故b錯(cuò)誤；
c、反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，固定活塞、升高溫度，平衡正向進(jìn)行再次達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)大于原平衡時(shí)的壓強(qiáng)，故c正確；
故答案為：c；
（2）①化學(xué)反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
②因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，
故答案為：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．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)焓變、平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，平衡移動(dòng)影響因素分析等，注重了基礎(chǔ)知識(shí)的考查，本題難度中等．