Question

某研究小組在實驗探究測定氨基甲酸氨（NH₂COONH₄）的分解反應平衡常數和水解反應速率．
（1）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據列于下表：

溫度（℃）	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強（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已經達到化學平衡的是

 

．
A．2v（NH₃）=v（CO₂）
B．密閉容器中總壓強不變
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數不變
②根據表中數據，列式計算25℃時的分解平衡常數：

 

．
③氨基甲酸銨分解反應的焓變△H

 

0，熵變△S

 

0（填＞、＜或=）．
③若在25℃達到平衡時壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質量

 

（填“增加”、“減小”或“不變”）．若條件不變，將上述平衡體系中的氨基甲酸氨取出一部分，則該反應的△H

 

（填“增加”、“減小”或“不變”）
（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃?H₂O．NH₂COONH₄的起始濃度均為0.08mol?L^-1，測得不同溫度及pH下，溶液中NH₂COONH₄的濃度減少

1

2

所需的時間（t）如表所示

T/℃	t/min
	pH=10.0	pH=9.0	pH=8.0	pH=7.0
15	30	24	16	6
20	18	13	8	4
25	12	8	3	2

①計算20℃時，pH=8.0的條件下，NH₂COONH₄的平均水解速率

 

．
②根據表中數據，推測NH₂COONH₄在下列條件下的平均水解速率最小的是

 

A.30℃，pH=10.0   B.25℃，pH=6.0   C.10℃，pH=9.0．

Answer 1

考點：測定某些化學反應的速率

專題：實驗設計題

分析：（1）①反應到達平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，由此進行判斷；
②根據平衡數據來計算；
③根據壓強對化學平衡移動的影響來回答判斷；
④根據壓強對化學平衡移動的影響來回答判斷；反應熱與反應途徑無關，和化學計量數有關；
（2）①NH₂COONH₄的起始濃度為0.08mol?L^-1，20℃pH=8.0的條件下，濃度減少一半需要時間為8min，結合v=

△c

△t

計算；
②從表中數據變化可知，隨溫度升高，反應速率加快，隨pH的增大，反應速率減慢．

解答： 解：（1）①A．2v（NH₃）═v（CO₂），不能說明正逆反應速率相等，不一定是平衡狀態，故A錯誤；
B．反應是一個前后系數和變化的反應，密閉容器中總壓強不變，證明達到了平衡狀態，故B正確；
C．密閉容器中混合氣體的密度ρ=

m

V

，質量不守恒，分子變化，V不變，容器中總密度不變，證明達到了平衡狀態，故C正確；
D．因反應物（NH₂COONH₄）是固體物質，所以密閉容器中NH₃的體積分數始終不變，為

2

3

．故D錯誤；
故選BC；
②反應NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）的K=c²（NH₃）?c（CO₂），設二氧化碳濃度的變化量x，
NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）
初始濃度：0         0
變化濃度：2x        x
平衡濃度：2x        x
則3x=4.8×10^-3mol/L，即x=1.6×10^-3mol/L，K=1.6×10^-3mol/L×（3.2×10^-3）²≈1.6×10^-8（mol?L^-1）³，
故答案為：1.6×10^-8（mol?L^-1）³；
③根據表中的數據分析：溫度越高，則平衡氣體的總濃度越大，所以升高溫度，平衡正向移動，反應是吸熱的，反應物是固體，產物是氣體，該反應是熵增加的過程，即△H＞0，△S＞0，故答案為：＞；＞；
④若在恒溫下壓縮容器體積，則會將壓強增大，平衡向左移動，固體質量增大，反應熱和反應途徑無關，和化學計量數有關，故化學計量數不變，反應熱不變；故答案為：增加；不變；
（2）①NH₂COONH₄的起始濃度為0.08mol?L^-1，20℃pH=8.0的條件下，濃度減少一半需要時間為8min，v=

△c

△t

=

0.04mol/L

8min

=0.005mol．L^-1．mol^-1，
故答案為：0.005mol．L^-1．mol^-1；
②從表中數據變化可知，隨溫度升高，反應速率加快，隨pH的增大，反應速率減慢，故25℃，pH=6.0的速率大于10℃，pH=9.0的速率；即B的速率大于C的速率；
25℃，pH=10.0的反應時間為12min，則 30℃，pH=10.0的反應時間小于12min，15℃，pH=9.0的反應時間為24min，則10℃，pH=9.0的反應時間大于24min，
故反應最慢的為C；
故答案為：C．

點評：本題涉及化學平衡的判斷、化學平衡常數的計算、化學平衡的移動等知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．注意從表中數據找出變化規律．