Question

随着世界粮食需求量的增长，农业对化学肥料的需求量越来越大，其中氮肥是需求量最大的一种化肥．而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础，其原理为：N₂+3H_2^⇌2NH₃
（1）在N₂+3H_2^⇌2NH₃的反应中，一段时间后，NH₃的浓度增加了0.9mol•L^-1．用N₂表示其反应速率为0.15mol•L^-1•s^-1，则所经过的时间为    ；
A．2s          B．3s        C．4s         D．6s
（2）下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率，其中反应最快的是    ；
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）在一个绝热、容积不变的密闭容器中发生可逆反应：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H＜0．下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是    ．
A．容器内气体密度保持不变                     
B．容器内温度不再变化
C．断裂1mol N≡N键的同时，断裂6mol N-H键
D．反应消耗N₂、H₂与产生NH₃的速率之比1：3：2．

Answer

（1）利用速率之比等于化学计量数之比，根据N2表示的平均反应速率v（N2）计算速率v（NH3），再根据速率定义计算反应时间；
（2）同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比；先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，从而确定选项．注意单位是否相同；
（3）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
【解析】
（1）由于v（N2）=0.15mol/（L•s），速率之比等于化学计量数之比，所以v（NH3）=2v（N2）=2×0.15mol/（L•s）=0.3mol/（L•s），
所以反应所经历的时间为=3s．故选：B；
（2）反应为N2（g）+3H2（g）  2NH3（g），以氢气的反应速率为标准进行判断．
A、ν（H2）=0.1mol/（L•min）；
B、ν（N2）=0.1mol/（L•min），反应速率之比等于其计量数之比，所以ν（H2）=0.3mol/（L•min）；
C、V（NH3）=0.15mol/（L•min），反应速率之比等于其计量数之比，所以ν（H2）=0.225mol/（L•min）；
D、ν（N2）=0.002mol/（L•min），反应速率之比等于其计量数之比，所以ν（H2）=0.003mol/（L•min）；
所以反应速率最快的是B
故选：B；
（3）A．根据质量守恒，反应前后混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，不能证明该反应是否达到平衡状态，故A错误；
B．该反应放热，容器内温度不再变化，能证明该反应是达到平衡状态，故B正确；
C．断裂1molN≡N键的同时，断裂6molN-H键，正逆反应速率相等，能证明该反应达到平衡状态，故C正确；
D．无论反应是否平衡，反应消耗N2、H2与产生NH3的速率之比1：3：2，不能证明该反应达到平衡状态，故D错误；
故选：BC；