Question

17．隨著世界糧食需求量的增長，農(nóng)業(yè)對化學(xué)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，而氨的合成氮肥的生產(chǎn)工業(yè)奠定了基礎(chǔ)，其原理為：N₂+3H₂?2NH₃
（1）在N₂+3H₂?2NH₃的反應(yīng)中，一段時間后，NH₃的濃度增加了0.9mol•L^-1．用N₂表示其反應(yīng)速率為0.15mol•L^-1•s^-1，則所經(jīng)過的時間為3s；
（2）下列4個數(shù)據(jù)是在不同條件下測得的合成氨反應(yīng)的速率，其中反應(yīng)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(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0達到平衡的標志是②③⑥⑧（填編號）
①反應(yīng)速率v（N₂）：v（H₂）：v（NH₃）=1：3：2     
②各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變
③體系的壓強不再發(fā)生變化                    
④混合氣體的密度不變
⑤單位時間內(nèi)生成nmolN₂的同時，生成3nmolH₂    
⑥2V（N₂正）=V（NH₃逆）
⑦單位時間內(nèi)3molH-H鍵斷裂的同時2molN-H鍵也斷裂
⑧混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變．

Answer 1

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

解答 解：（1）由于v（N₂）=0.15mol/（L•s），速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，所以v（NH₃）=2v（N₂）=2×0.15mol/（L•s）=0.3mol/（L•s），
所以反應(yīng)所經(jīng)歷的時間為$\frac{0.9mol/L}{0.3mol/（L•s）}$=3s．
故答案為：3s；
（2）反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），以氫氣的反應(yīng)速率為標準進行判斷．
A．ν（H₂）=0.1mol/（L•min）；
B．v（N₂）=0.1mol/（L•min），反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以ν（H₂）=0.3mol/（L•min）；
C．V（NH₃）=0.15mol/（L•min），反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以ν（H₂）=0.225mol/（L•min）；
D．ν（N₂）=0.002mol/（L•min），反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以ν（H₂）=0.006mol/（L•min）；
所以反應(yīng)速率最快的是B，
故答案為：B；
（3）①反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，無論是否達到平衡狀態(tài)都存在反應(yīng)速率v（N₂）：v（H₂）：v（NH₃）=1：3：2，不能用于判斷是否破壞，故①錯誤；      
②各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變，可說明正逆反應(yīng)速率相等，達到破壞狀態(tài)，故②正確；
③體系的壓強不再發(fā)生變化，說明正逆反應(yīng)速率相等，達到破壞狀態(tài)，故③正確；                     
④因氣體的質(zhì)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④錯誤；
⑤單位時間內(nèi)生成n mol N₂的同時，生成3n mol H₂，都為逆反應(yīng)，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故⑤錯誤；     
⑥2V_（N2正）=V_（NH3逆），可說明正逆反應(yīng)速率相等，達到破壞狀態(tài)，故⑥正確；
⑦單位時間內(nèi)3mol H-H鍵斷裂的同時2mol N-H鍵也斷裂，正逆反應(yīng)速率不等，沒有達到破壞狀態(tài)，故⑦錯誤；
⑧混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明氣體的總物質(zhì)的量不變，可說明達到破壞狀態(tài)，故⑧正確．
故答案為：②③⑥⑧．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、速率的計算以及大小的比較，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析、計算能力的考查，解題時須注意判斷平衡狀態(tài)的標志和角度，題目難度中等．