Question

【題目】某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)的分解反應。

（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨固體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	20	25	30	35
平衡總壓強/kPa	5.7	8.3	12	17.1	24
平衡氣體總濃度/mol·L－1	2.4×10－3	3.4×10－3	4.8×10－3	6.8×10－3	9.4×10－3

①該可逆反應的平衡常數的表達式為________________________

②可以判斷該分解反應已經達到平衡的是________。

A．2v(NH3)＝v(CO2)

B．密閉容器中混合氣體的密度不變

C．密閉容器中CO2的體積分數不變

D．密閉容器中總壓強不變

③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中，在25 ℃下達到分解平衡。若在恒溫下增大容器體積，氨基甲酸銨固體的質量將________(填“增加”、“減少”或“不變”)。該反應的焓變ΔH______0(填“>”、“＝”或“<”，下同)，熵變ΔS_______0

（2）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質硫。

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

請寫出CO與SO2反應的熱化學方程式_________________________________________________________

Answer 1

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

【解析】本題綜合考查化學平衡和蓋斯定律。（1）①結合方程式和平衡常數的定義可得：K=c2（NH3）c（CO2）；②沒有標明正逆反應速率，無法判斷平衡狀態，A項錯誤；由于反應物是固體，沒有達到平衡狀態，氣體質量會變化，容器體積不變，密度也會發生變化，所以密度不變，達到了平衡狀態，B項正確；生成物中氨氣與二氧化碳的體積比為2：1，則密閉容器中CO2的體積分數不變，不能說明正逆反應速率相等、各組分濃度不變，C項錯誤；由于反應前后氣體的化學計量數之和不相等，壓強不變，達到了平衡狀態，D項正確；③若在恒溫下增大容器體積，壓強減小，平衡正向移動，則氨基甲酸銨固體的質量將減少；④由表格中數據可知，升高溫度，平衡總壓強增大，則平衡正向移動，且氣體的混亂度增大，則該反應的焓變△H＞0，熵變△S＞0；（2）結合蓋斯定律可知，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。