Question

（10分）

I.(4分)某溫度下的溶液中，c(H^＋)=10^x mol/L,c(OH^－)=10^y mol/L。x與y的關系如圖所示：

（1）該溫度下,中性溶液的pH=        。

（2）該溫度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH=        。

II. (6分)某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）分解反應平衡常數和水解反應速率的測定。

（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表：

溫度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強(kPa)	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡氣體總濃度 (×10－3mol/L)	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①可以判斷該分解反應已經達到化學平衡的是          （填字母）。

A．2v(NH₃)=v(CO₂)                                      B．密閉容器中總壓強不變

C．密閉容器中混合氣體的密度不變           D．密閉容器中氨氣的體積分數不變

②根據表中數據，計算25.0℃時的分解平衡常數為                         。

（2）已知：NH₂COONH₄＋2H₂ONH₄HCO₃＋NH₃·H₂O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定水解反應速率，得到c(NH₂COO^－)隨時間變化趨勢如圖所示。

③計算25℃時，0～6min氨基甲酸銨水解反應的平均速率為                 。

④根據圖中信息，如何說明水解反應的平均速率隨溫度升高而增大：              

                                                                           。

 

Answer 1

【答案】

I.(4分)（1）7.5 （2分）       （2）13（2分）

II. (6分)（1）①BC（2分）；  ②1.6×10^－8（mol·L^－1)³（2分）

（2）③0.05mol·L^－1·min^－1。(1分)  ④25℃反應物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大。(1分)

【解析】I.（1）根據圖像可知該溫度下水的離子積常數是1×10^－15，該溫度下,中性溶液的pH=7.5。

（2）0.01 mol/L NaOH溶液OH－的濃度是0.01mol/L，所以氫離子是1×10^－13mol/L，因此pH＝13。

II.（1）①在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。不正確，不滿足速率之比是相應的化學計量數之比。反應前后體積是變化的，所以壓強也是變化的，因此B可以說明。密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中容積始終是不變的，但質量是變化的，所以C正確。由于只有生成物是氣體，所以氨氣的分數始終是不變的，D不正確，答案選BC。

②根據數據可知，平衡時氨氣是0.0048mol/L÷3×2＝0.0032mol/L，所以CO₂是0.0016mol/L，因此平衡常數是1.6×10^－8（mol·L^－1)³。

（2）③25℃時，0～6min氨基甲酸銨的濃度減小了2.2mol/L－1.9mol/L＝0.3mol/L，所以反應速率是0.3mol/L÷6min＝0.05mol·L^－1·min^－1。

④根據圖像可知，25℃反應物的起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大。這說明水解反應的平均速率隨溫度升高而增大。