Question

11．隨著世界糧食需求量的增長，農業對化學肥料的需求量越來越大，其中氮肥是需求量最大的一種化肥．而氨的合成為氮肥的生產工業奠定了基礎，其原理為：
N₂+3H₂?2NH₃
（1）在N₂+3H₂?2NH₃的反應中，一段時間后，NH₃的濃度增加了0.9mol•L^-1．用N₂表示其反應速率為0.15mol•L^-1•s^-1，則所經過的時間為B；
A．2s          B．3s        C．4s         D．6s
（2）下列4個數據是在不同條件下測得的合成氨反應的速率，其中反應最快的是B；
A．v（H₂）=0.1mol•L^-1•min^-1          
B．v（N₂）=0.1mol•L^-1•min^-1
C．v（NH₃）=0.15mol•L^-1•min^-1        
D．v（N₂）=0.002mol•L^-1•min^-1
（3）在一個恒溫恒容的密閉容器中，可逆反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0達到平衡的標志是②③⑥⑧（填編號）
①反應速率v（N₂）：v（H₂）：v（NH₃）=1：3：2      
②各組分的物質的量濃度不再改變③體系的壓強不再發生變化                     
④混合氣體的密度不變
⑤單位時間內生成n mol N₂的同時，生成3n mol H₂     
⑥2V_（N2正）=V_（NH3逆）
⑦單位時間內3mol H-H鍵斷裂的同時2mol N-H鍵也斷裂
⑧混合氣體的平均相對分子質量不再改變．

Answer 1

分析 （1）利用速率之比等于化學計量數之比，根據N₂表示的平均反應速率v（N₂）計算速率v（NH₃），再根據速率定義計算反應時間；
（2）同一化學反應中，同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數之比；先把不同物質的反應速率換算成同一物質的反應速率進行比較，從而確定選項．注意單位是否相同；
（3）當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態．

解答 解：（1）由于v（N₂）=0.15mol/（L•s），速率之比等于化學計量數之比，所以v（NH₃）=2v（N₂）=2×0.15mol/（L•s）=0.3mol/（L•s），
所以反應所經歷的時間為$\frac{0.9mol/L}{0.3mol/（L•s）}$=3s．
故答案為：B；
（2）反應為N₂（g）+3H₂（g）  2NH₃（g），以氫氣的反應速率為標準進行判斷．
A．ν（H₂）=0.1mol/（L•min）；
B．（N₂）=0.1mol/（L•min），反應速率之比等于其計量數之比，所以ν（H₂）=0.3mol/（L•min）；
C．V（NH₃）=0.15mol/（L•min），反應速率之比等于其計量數之比，所以ν（H₂）=0.225mol/（L•min）；
D．ν（N₂）=0.002mol/（L•min），反應速率之比等于其計量數之比，所以ν（H₂）=0.003mol/（L•min）；
所以反應速率最快的是B，
故答案為：B；
（3）①反應速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡狀態都存在反應速率v（N₂）：v（H₂）：v（NH₃）=1：3：2，不能用于判斷是否破壞，故錯誤；      
②各組分的物質的量濃度不再改變，可說明正逆反應速率相等，達到破壞狀態，故正確；
③體系的壓強不再發生變化，說明正逆反應速率相等，達到破壞狀態，故正確；                     
④因氣體的質量不變，容器的體積不變，則無論是否達到破壞，混合氣體的密度都不變，故錯誤；
⑤單位時間內生成n mol N₂的同時，生成3n mol H₂，都為逆反應，不能說明正逆反應速率相等，故錯誤；     
⑥2V_（N2正）=V_（NH3逆），可說明正逆反應速率相等，達到破壞狀態，故正確；
⑦單位時間內3mol H-H鍵斷裂的同時2mol N-H鍵也斷裂，正逆反應速率不等，沒有達到破壞狀態，故錯誤；
⑧混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明氣體的總物質的量不變，可說明達到破壞狀態，故正確．
故答案為：②③⑥⑧．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡狀態的判斷、速率的計算以及大小的比較，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，解題時須注意判斷平衡狀態的標志和角度．