Question

（12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。

(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体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/ mol·L^－^1	2.4× 10^－^3	3.4× 10^－^3	4.8× 10^－^3	6.8× 10^－^3	9.4× 10^－^3

（1）可以判断该分解反应已经达到平衡的是(　　)

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）该分解反应的平衡常数表达式为____________________________，根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：____________________。（保留两位有效数字）

（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25.0 ℃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”“减少”或“不变”);

（4）氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH________0(填“＞”“＝”或“＜”)，熵变ΔS________0 (填“＞”“＝”或“＜”)。此反应在该温度下能自发进行原因是 ________ 效应大于 ___________效应.

Answer

（12分）(1)BC

(2)K＝c2(NH3)·c(CO2)，K＝1.6×10－8(mol·L－1)3;

(3) 增加    (4)>  >；熵   焓.

【解析】（1）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。不正确，不满足速率之比是相应的化学计量数之比。反应前后体积是变化的，所以压强也是变化的，因此B可以说明。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是变化的，所以C正确。由于只有生成物是气体，所以氨气的分数始终是不变的，D不正确，答案选BC。

（2）平衡常数是指在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，平衡常数表达式为K＝c2(NH3)·c(CO2。根据数据可知，平衡时氨气是0.0048mol/L÷3×2＝0.0032mol/L，所以CO2是0.0016mol/L，因此平衡常数是1.6×10－8（mol·L－1)3。

（3）应用正反应时体积增大的可逆反应，所以增大压强向逆反应方向移动，因此氨基甲酸铵的质量增加。

（4）根据有关数据可知，温度越高，生成物的浓度越大，这说明升高温度平衡向正反应方向移动，及正反应是吸热反应。由于熵值是增加的，所以反应能自发进行，说明熵效应大于焓效应。