Question

【題目】將一定量純凈的氨基甲酸胺（H2NCOONH4）固體，置于特制密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì)），在恒定溫度下使反應(yīng)： H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)達(dá)到分解平衡，實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度及反應(yīng)時(shí)間（t1<t2<t3）的有關(guān)表格：

氨基甲酸銨分解時(shí)溫度、氣體總濃度及反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。

溫度/℃ 氣體總濃度(mol/L) 時(shí)間/min	15	25	35
0	0	0	0
t1	0.9×10-3	2.7×10-3	8.1×10-3
t2	2.4×10-3	4.8×10-3	9.4×10-3
t3	2.4×10-3	4.8×10-3	9.4×10-3

(1)在25℃，0-t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氨氣的平均速率為___。

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)換算出，15℃時(shí)合成反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g) H2NCOONH4(s)平衡常數(shù)K約為___。

(3)以捕捉到的CO2與H2為原料可合成甲醇（CH3OH），其反應(yīng)的化學(xué)方程為：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2(g) ΔH<0在恒溫恒容的密閉容器中，加入1molCO2和3molH2，充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)放出熱量akJ，若在原容器中加入2molCO2和6molH2，在相同溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)放熱bkJ，則a和b滿足的關(guān)系___。

Answer 1

【答案】×10-3mol/(L·min) 4.9×108 b>2a

【解析】

(1)反應(yīng)物呈固態(tài)，所以生成物中c(NH3):c(CO2)=2:1，由25℃，0-t1時(shí)間內(nèi)混合氣的總濃度，可求得c(NH3)，從而求出產(chǎn)生氨氣的平均速率。

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，求出15℃時(shí)2.4×10-3mol/L混合氣中所含NH3、CO2的濃度，代入公式K=，可求出平衡常數(shù)。

(3)將原容器中加入2molCO2和6molH2后平衡移動(dòng)過(guò)程分解為兩個(gè)過(guò)程：一個(gè)過(guò)程為加壓但平衡不移動(dòng)，另一過(guò)程為平衡移動(dòng)過(guò)程，然后分別進(jìn)行分析，確定熱量變化，然后與原平衡進(jìn)行比較，確定a和b滿足的關(guān)系。

(1) 25℃，0-t1時(shí)間內(nèi)混合氣的總濃度為2.7×10-3mol/L，生成物中c(NH3):c(CO2)=2:1，因?yàn)榉磻?yīng)物呈固態(tài)，所以c(NH3)=×2.7×10-3mol/L=1.8×10-3mol/L，氨氣的平均速率==×10-3mol/(L·min)。答案為：×10-3mol/(L·min)；

(2)15℃時(shí),c(總)=2.4×10-3mol/L，c(NH3)=1.6×10-3mol/L，c(CO2)= 8×10-4mol/L，K==4.9×108。答案為：4.9×108；

(3)在恒溫恒容的密閉容器中，1molCO2和3molH2充分反應(yīng),達(dá)平衡時(shí)放出熱量akJ。將原容器中加入2molCO2和6molH2，相當(dāng)于壓強(qiáng)增大為原來(lái)的二倍，若加壓但平衡不移動(dòng)，則放熱2akJ；加壓后平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)繼續(xù)放出熱量，所以與原平衡進(jìn)行比較，放出的熱量比原來(lái)的二倍還要大，故a和b滿足的關(guān)系為b>2a。答案為：b>2a。