Question

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____________(填字母序号)。

A．(NH₃)＝2(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．密闭容器气体的平均摩尔质量不变

(2)根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数____________。

(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，平衡时氨气的浓度____________(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“<”)该反应在____________条件下有利于其自发进行。

Answer

BC K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(4.8×10-3)2(4.8×10-3)＝1.6×10-8 不变 > > 高温

【解析】

(1)A. 未说反应速率的正逆，不能说明反应达到平衡状态，故A不选；

B. 随着反应的进行，体系压强逐渐增大，当容器内压强不变时，说明达平衡状态，故B选；

C. 随着反应的进行，混合气体的总质量增大，而容器的体积不变，密闭容器中混合气体的密度增大，当密度不变时，说明达平衡状态，故C选；

D. 反应物是固体，反应产生的气体NH3、CO2的物质的量的比不变，因此混合气体的平均摩尔质量始终保持不变，因此密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变不能作为判断平衡的标志，故D不选；

答案选BC。

(2)根据表格和化学方程式可知，25.0℃时NH3的物质的量浓度为4.8×10-3mol/L，CO2的物质的量浓度为4.8×10-3mol/L，所以K＝c2(NH3)·c(CO2)＝(4.8×10-3)2(4.8×10-3)＝1.6×10-8；

(3)温度不变，化学平衡常数不变， K＝c2(NH3)·c(CO2)，且保持不变，所以平衡时氨气的浓度不变；

(4)根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡气体总浓度增大，这说明升高温度平衡向生成氨气和CO2的方向进行，即正反应是吸热反应，因此该分解反应的焓变ΔH>0；正反应为气体物质的量增大的反应，因此ΔS>0；△G=△H-T△S，要使△G<0，则温度要高，所以该反应在高温条件下有利于其自发进行。