Question

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”)。

④该反应的焓变ΔH_________0(填“>”、“＝”或“<”)

(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)①K=c2(NH3)·c(CO2)②BD③减少④>

(2)2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270kJ·mol－1(2’)

【解析】

试题分析：(1)①反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)的K=c2(NH3)•c(CO2)；②A．2v(NH3)═v(CO2)，不能说明正逆反应速率相等，不一定是平衡状态，故A错误；B．密闭容器中混合气体的密度ρ=m/V，质量不守恒，分子变化，V不变，容器中总密度不变，证明达到了平衡状态，故B正确；C．密闭容器中二氧化碳的体积分数始终不变，不能证明达到平恒状态，故C错误；D．反应是一个前后系数和变化的反应，密闭容器中总压强不变，证明达到了平衡状态，故D正确；答案为BD；

③若在恒温下增大容器体积，则会将压强减小，平衡向右移动，固体质量减小；

④根据表中的数据分析：温度越高，则平衡气体的总浓度越大，所以升高温度，平衡正向移动，反应是吸热的，即△H＞0；

(2)根据盖斯定律，反应2CO+SO2=S+2CO2的△H=△H1-△H2-△H3=-270 kJ•mol-1，CO与SO2反应的热化学方程式为2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)；△H3=-270 kJ•mol-1。

【考点定位】涉及化学平衡的判断、化学平衡常数的计算、化学平衡的移动及盖斯定律的应用。

【名师点晴】盖斯定律是指化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的；即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关；盖斯定律的基本使用方法：①写出目标方程式；②确定“过渡物质”(要消去的物质)；③用消元法逐一消去“过渡物质”，平时要多练习，才能熟能生巧。