Question

【題目】在學習了化學反應速率知識后，某研究性學習小組進行了科學探究活動。

［探究活動一］探究金屬與不同酸反應的反應速率：常溫下，用經過砂紙打磨的鋁片中取兩片質量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H+)相同，足量的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管中，發現鋁片在稀鹽酸中消失的時間比在稀硫酸中短。

（1）對［探究活動一］實驗現象發生的原因，請你幫該研究性學習小組提出兩個假設：

假設Ⅰ_______________________________。

假設Ⅱ_______________________________。

并請你設計實驗對以上假設進行驗證：

驗證假設Ⅰ_______________________________。

驗證假設Ⅱ_______________________________。

［探究活動二］某小組在實驗室測定氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解反應平衡常數和水解反應速率。

（2）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狀態的是 ．

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，列式計算25.0℃時的分解平衡常數： ．

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．若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質量 （填“增加”、“減小”或“不變”）．

④氨基甲酸銨分解反應的焓變△H 0，熵變△S 0（填＞、＜或=）．

（3）已知：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O．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-）隨時間變化趨勢如下圖所示．

⑤計算25℃時，0～6min氨基甲酸銨水解反應的平均速率： ．

⑥根據圖中信息，如何說明水解反應速率隨溫度升高而增大： 。

Answer 1

【答案】（1）假設Ⅰ:Cl-對鋁和酸的反應有促進作用

假設Ⅱ:Cl-對鋁和酸的反應有抑制作用

驗證假設Ⅰ:在鋁和稀硫酸反應的容器中加入固體氯化鈉，看是否加快放出氫氣的速率

驗證假設Ⅱ:在鋁和稀鹽酸反應的容器中加入固體硫酸鈉，看是否減慢放出氫氣的速率

（2）①BC；②1.6×10-8mol/L；③增加；④＞；＞；

（3）⑤0.05mol/（Lmin）；⑥25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大．

【解析】

試題分析：（1）兩片質量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H+)相同，足量的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管中，發現鋁片在稀鹽酸中消失的時間比在稀硫酸中短。根據對比實驗的特征，可以提出假設，假設Ⅰ:Cl-對鋁和酸的反應有促進作用；假設Ⅱ: Cl-對鋁和酸的反應有抑制作用。設計實驗驗證提出的假設結論，驗證假設Ⅰ:在鋁和稀硫酸反應的容器中加入固體氯化鈉，看是否加快放出氫氣的速率；驗證假設Ⅱ:在鋁和稀鹽酸反應的容器中加入固體硫酸鈉，看是否減慢放出氫氣的速率。

（2）①A項不能表示正、逆反應速率相等，A項錯誤；B．因為該反應的正反應方向氣體分子數增大，則密閉容器中壓強不變，反應達到平衡，B項正確；C．容器的體積不變，反應向右進行，氣體的質量不斷增加，密度不斷增大，當密度不變時，反應達到平衡狀態，C項正確；D．反應物是固體，NH3的體積分數始終為2/3，D項錯誤；答案選BC。

②需將25 ℃的總濃度轉化為NH3和CO2的濃度：c（NH3）＝2/3×4.8×10－3mol·L－1＝3.2×10－3mol·L－1，c（CO2）＝1/3×4.8×10－3mol·L－1＝1.6×10－3mol·L－1，K=（3.2×10－3）2×1.6×10－3≈1.6×10－8。

③增大壓強，平衡向逆反應方向移動，固體質量增大。

④根據表中數據判斷,隨著溫度升高，平衡正向移動，該反應為吸熱反應，焓變（△H）大于0；根據氣態物質的熵大于液態物質的熵判斷，該反應熵變（△S）大于0。

（3）⑤根據題圖數據，25℃時，0～6min，v（NH2COO-）=(2.2mol/L-1.9mol/L)÷6min=0.05molL-1min-1.

⑥根據圖中信息，25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（曲線的斜率）仍比15℃大, 說明水解反應速率隨溫度升高而增大。