2.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.而氨的合成為氮肥的生產(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n mol N2的同時,生成3n mol H2
⑥2V(N2正)=V(NH3逆)
⑦單位時間內(nèi)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(zhì)量不再改變.

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.(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•s)=0.12mol/(L•min),反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比,所以ν(H2)=0.36mol/(L•min);
所以反應(yīng)速率最快的是D,
故答案為:D;
(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.

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