(15分)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可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
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=_____= 。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量______(填“增加”、“减小”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0,熵变△S___0(填>、<或=)。
(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+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。
⑤计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率______________。
⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大:___________。
(10分)常温下,某水溶液M中存在的离子有:Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A。根据题意回答下列问题:
(1)写出酸H2A的电离方程式 。
(2)若溶液M由10 mL 2 mol·L-1NaHA溶液与2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合而得,则溶液M的pH________7(填“>”、“<”或“=”),溶液中离子浓度由大到小顺序为 。
(3)若溶液M由下列三种情况:①0.01 mol·L-1的H2A溶液;②0.01 mol·L-1的NaHA溶液;③0.02 mol·L-1的HCl与0.04 mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液,则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为________;pH由大到小的顺序为______ ______。
(4)若溶液M由pH=3的H2A溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得,混合溶液c(H+)/c(OH-)=104,V1与V2的大小关系为__________(填“大于”“等于”“小于”或“均有可能”)。
(5分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bBcC(s)+dD,当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了1/2 n mol,C增加了3/2 n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡。请填写下列空白:
(1)该化学方程式各物质的化学计量数为a=_____、b=______、c=_____、d=______。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中物质D的聚集状态为______。
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
(10分)设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H = Q1的平衡常数为K1,反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) △H = Q2的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
温度( T ) |
K1 |
K2 |
973 |
1.47 |
2.38 |
1173 |
2.15 |
1.67 |
(1)从上表可推断,反应①是________(填“放”或“吸”)热反应;
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H = Q
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________;可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有__________。
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.使用合适的催化剂
D.设法减少CO的量 E.升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3 =_____________;
25℃时,在等体积的 ① pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba(OH)2溶液,③pH=10的Na2S溶液,④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A. 1:10:1010:109 B. 1:5:5×109:5×108 C. 1:20: 1010:109 D. 1:10:104:109
用酒精灯加热下列溶液,蒸干后灼烧,所得固体质量最大的是( )
A.20 mL 2 mol/L FeCl3溶液
B.40 mL 1 mol/L NaHCO3溶液
C.20 mL 1 mol/L Na2SO3溶液
D.40 mL 2 mol/L NH4HCO3溶液