Question

10．某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定．（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）．实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度（℃）	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强（kPa）	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度 （×10-3mol/L）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

（1）①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是BC．
A．2v（NH₃）=v（CO₂）B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变    D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：K=1.6×10^-8（mol•L^-1）³．
③氨基甲酸铵分解反应的焓变△H＞0，熵变△S＞0（填＞、＜或=）．
（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O?NH₄HCO₃+NH₃•H₂O．该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c（NH₂COO^-）随时间变化趋势如图所示．
计算25℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率0.05mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）①根据达到平衡状态的特征：各组分浓度不再变化，正逆反应速率相等进行判断；
②根据化学平衡常数的表达式进行计算；
③温度越高平衡气体总浓度越大，所以正反应是吸热反应，△H大于0，△S是物质的混乱程度的，氨基甲酸铵分解反应固体变成气体；
（2）化学反应速率V=$\frac{△C}{△t}$=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min）．

解答 解：（1）①A、没有标明正逆反应速率，无法判断平衡状态，故A错误；
B、由于反应前后气体的化学计量数之和不相等，压强不变，达到了平衡状态，故B正确；
C、由于反应物是固体，没有达到平衡状态，气体质量会变化，容器体积不变，密度也会发生变化，所以密度不变，达到了平衡状态，故C正确；
D、氨气体积分数不变，不能说明正逆反应速率相等，各组分浓度不变，故D错误；
故选BC；
②根据反应：NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g），n（NH₃）=2n（CO₂），所以K=c（CO₂）=$\frac{1}{3}$×4.8×10^-3mol•L^-1=1.6×10^-3mol•L^-1，c（NH₃）=$\frac{2}{3}$×4.8×10^-3mol•L^-1=3.2×10^-3mol•L^-1，依据平衡常数的表达式，25.0℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数为：1.6×10^-3mol•L^-1×（3.2×10^-3mol•L^-1）²≈1.6×10^-8（mol•L^-1）³，
故答案为：K=1.6×10^-8（mol•L^-1）³；
③温度越高平衡气体总浓度越大，所以正反应是吸热反应，△H大于0；氨基甲酸铵分解反应是固体变成气体，混乱程度变大，△S＞0，故答案为：＞；＞；
（2）化学反应速率V=$\frac{△C}{△t}$=$\frac{2.2mol/L-1.9mol/L}{6min}$=0.05mol/（L•min），故答案为：0.05mol/（L•min）．

点评 本题考查了化学平衡状态的判断、平衡常数的计算，反应速率的计算等，注重了基础知识的考查，本题难度较大．