Question

（6分）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＋3H₂2NH₃
（1）在N₂＋3H₂2NH₃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0.15 mol·L^－1·s^－1，則所經過的時間為         ；
A．2 s          B．3 s        C．4 s         D．6 s
（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        ；
A．v(H₂)＝0.1 mol·L^－1·min^－1    B．v(N₂)＝0.1 mol·L^－1·min^－1
C．v(NH₃)＝0.15 mol·L^－1·min^－ 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            。
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6 mol N—H鍵
D．反應消耗N₂、H₂與產生NH₃的速率之比1︰3︰2

Answer 1

（1）B  （2）B  （3）BC

（1）反應速率之比是相應的化學計量數之比，所以氨氣的反應速率就是0.15 mol·L^－1·s^－1×2＝0.30 mol·L^－1·s^－1，因此時間是0.9mol·L^－1÷0.30 mol·L^－1·s^－1＝3s，答案選B。
（2）同一個化學反應，用不同的物質表示其反應速率時，速率數值可能不同，但表示的意義是相同的，所以比較反應速率快慢時，應該根據速率之比是相應的化學計量數之比先換算成用同一種物質表示，然后才能直接比較速率數值，因此如果都用物質氮氣表示反應速率，則選項AC分別是0.033 mol·L^－1·min^－1、0.075 mol·L^－1·min^－1，所以答案選B。
（3）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態，所以選項B正確。密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，A不正確。C中反應速率的方向相反，且滿足速率之比是相應的化學計量數之比，正確。速率之比是相應的化學計量數之比，因此D中的關系始終是成立，不正確。答案選BC。