Question

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）分解反应平衡常数的测定．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）△H=a kJ/mol
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取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个100L的密闭真空容器中，在25.0℃达到分解平衡．则反应

 

热（填“吸”或“放”）

 

 kJ/mol（用含a字母表示）．若将温度降到15.0℃，再次达平衡后氨基甲酸铵固体改变

 

g
②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡建立的过程,化学平衡常数的含义

专题：化学平衡专题

分析：①根据温度变化对平衡常数的影响判断反应热情况；根据达到平衡时生成二氧化碳的浓度及热化学方程式计算出吸收的热量；根据15℃时二氧化碳的浓度计算出温度变化过程中氨基甲酸铵固体改变的质量；
②先根据反应 NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）．可知平衡时容器内气体的浓度之比为2：1，由总浓度求出NH₃、CO₂ 的平衡浓度，最后代入平衡常数的表达式来计算．

解答： 解：①根据表中数据可知，温度升高，平衡气体的总浓度增大可知，该反应为吸热反应；在25.0℃达到分解平衡时，容器内气体的浓度之比为2：1，所以达到平衡时生成的二氧化碳的浓度为：4.8×10^-3mol/L×

1

3

=1.6×10^-3 mol/L，100L 该容器中达到平衡时二氧化碳的物质的量为：1.6×10^-3 mol/L×100L=0.16mol，根据NH₂COONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）△H=a kJ/mol可知，放出0.16mol二氧化碳吸收的热量为0.16akJ；15.0℃时达到平衡时二氧化碳的浓度为：2.4×10^-3mol/L×

1

3

=8×10^-4mol/L，100L 该容器中达到平衡时二氧化碳的物质的量为：8×10^-4 mol/L×100L=0.08mol，二氧化碳的物质的量变化为：0.16mol-0.08mol=0.08mol，根据反应方程式可知，氨基甲酸铵固体改变的物质的量为0.08mol，质量为：78g/mol×0.08mol=6.24g，
故答案为：吸热；0.16akJ；6.24；
②平衡时总浓度为：4.8×10^-3mol/L，容器内气体的浓度之比为2：1，故NH₃和CO₂的浓度分别为：3.2×10^-3 mol/L、1.6×10^-3 mol/L，代入平衡常数表达式：K=（3.2×10^-3 ）²×1.6×10^-3 =1.6×10^-8，
故答案为：1.6×10^-8．

点评：本题考查了化学平衡的影响因素、化学平衡的建立过程、化学平衡常数的含义及计算，题目难度中等，注意明确化学平衡的影响因素，掌握化学平衡常数的概念及计算方法；正确分析反应方程式特点是解题关键．