Question

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+3H_2^?2NH₃
（1）在N₂+3H_2^?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）在一個絕熱、容積不變的密閉容器中發生可逆反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．下列各項能說明該反應已經達到平衡狀態的是

BC

．
A．容器內氣體密度保持不變                     
B．容器內溫度不再變化
C．斷裂1mol N≡N鍵的同時，斷裂6mol N-H鍵
D．反應消耗N₂、H₂與產生NH₃的速率之比1：3：2．

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

0.9mol?L-1

0.3mol/(L?s)

=3s．故選：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、ν（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
故選：B；
（3）A．根據質量守恒，反應前后混合氣體的質量不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，不能證明該反應是否達到平衡狀態，故A錯誤；
B．該反應放熱，容器內溫度不再變化，能證明該反應是達到平衡狀態，故B正確；
C．斷裂1molN≡N鍵的同時，斷裂6molN-H鍵，正逆反應速率相等，能證明該反應達到平衡狀態，故C正確；
D．無論反應是否平衡，反應消耗N₂、H₂與產生NH₃的速率之比1：3：2，不能證明該反應達到平衡狀態，故D錯誤；
故選：BC；

點評：本題考查了化學平衡狀態的判斷、速率的計算以及大小的比較，解題時須注意判斷平衡狀態的標志和角度．