Question

【题目】某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)的分解反应。

（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	20	25	30	35
平衡总压强/kPa	5.7	8.3	12	17.1	24
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该可逆反应的平衡常数的表达式为________________________

②可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。

A．2v(NH3)＝v(CO2)

B．密闭容器中混合气体的密度不变

C．密闭容器中CO2的体积分数不变

D．密闭容器中总压强不变

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。若在恒温下增大容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”、“减少”或“不变”)。该反应的焓变ΔH______0(填“>”、“＝”或“<”，下同)，熵变ΔS_______0

（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。

已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1

③S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－296.0 kJ·mol－1

请写出CO与SO2反应的热化学方程式_________________________________________________________

Answer 1

【答案】 K=c2(NH3)·c(CO2) BD 减小 > > 2CO(g)＋SO2(g)=== S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol-1

【解析】本题综合考查化学平衡和盖斯定律。（1）①结合方程式和平衡常数的定义可得：K=c2（NH3）c（CO2）；②没有标明正逆反应速率，无法判断平衡状态，A项错误；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，B项正确；生成物中氨气与二氧化碳的体积比为2：1，则密闭容器中CO2的体积分数不变，不能说明正逆反应速率相等、各组分浓度不变，C项错误；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，D项正确；③若在恒温下增大容器体积，压强减小，平衡正向移动，则氨基甲酸铵固体的质量将减少；④由表格中数据可知，升高温度，平衡总压强增大，则平衡正向移动，且气体的混乱度增大，则该反应的焓变△H＞0，熵变△S＞0；（2）结合盖斯定律可知，①﹣②﹣③得到2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g），△H=（﹣393.5kJmol﹣1）﹣（+172.5kJmol﹣1）﹣（﹣296.0kJmol﹣1）=﹣270.0kJmol﹣1。