题目内容

2．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+3H2?2NH3
（1）在N2+3H2?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3s；
（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D；
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•s-1
（3）在一个恒温恒容的密闭容器中，可逆反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0达到平衡的标志是②③⑥⑧（填编号）
①反应速率v（N2）：v（H2）：v（NH3）=1：3：2
②各组分的物质的量浓度不再改变
③体系的压强不再发生变化
④混合气体的密度不变
⑤单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2
⑥2V（N2正）=V（NH3逆）
⑦单位时间内3mol H-H键断裂的同时2mol N-H键也断裂
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变．

分析 （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．

解答 解：（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$\frac{0.9mol/L}{0.3mol/（L•s）}$=3s．
故答案为：3s；
（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．（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•s）=0.12mol/（L•min），反应速率之比等于其计量数之比，所以ν（H2）=0.36mol/（L•min）；
所以反应速率最快的是D，
故答案为：D；
（3）①反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态都存在反应速率v（N2）：v（H2）：v（NH3）=1：3：2，不能用于判断是否破坏，故错误；      
②各组分的物质的量浓度不再改变，可说明正逆反应速率相等，达到破坏状态，故正确；
③体系的压强不再发生变化，说明正逆反应速率相等，达到破坏状态，故正确；                     
④因气体的质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到破坏，混合气体的密度都不变，故错误；
⑤单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2，都为逆反应，不能说明正逆反应速率相等，故错误；     
⑥2V（N2正）=V（NH3逆），可说明正逆反应速率相等，达到破坏状态，故正确；
⑦单位时间内3mol H-H键断裂的同时2mol N-H键也断裂，正逆反应速率不等，没有达到破坏状态，故错误；
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的总物质的量不变，可说明达到破坏状态，故正确．
故答案为：②③⑥⑧．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡状态的判断、速率的计算以及大小的比较，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，解题时须注意判断平衡状态的标志和角度．

练习册系列答案
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