Question

2．（1）20世紀30年代，Eyring和Pzer在碰撞理論的基礎上提出化學反應的過渡態理論：化學反應并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應物到生成物的過程中經過一個高能量的過渡態．如圖是NO₂和CO反應生成CO₂和NO過程中的能量變化示意圖，說明這個反應是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應，NO₂和CO的總能量＞（填“＞”、“＜”或“=”）CO₂和NO的總能量．
（2）在某體積為2L的密閉容器中充入0.5mol NO₂和1mol CO，在一定條件下發生反應：NO₂+CO?CO₂+NO，2min時，測得容器中NO的物質的量為0.2mol，則：
①該段時間內，用CO₂表示的平均反應速為0.05mol•L^-1•min^-1．
②假設此反應在5min時達到平衡，則此時容器內氣體的總物質的量為1.5mol．
③下列事實能夠說明上述反應在該條件下已經達到化學平衡狀態的是BD
A．容器內氣體的質量保持變    
B．NO₂的物質的量濃度不再改變
C．容器內氣體的平均相對分子質量不變
D．NO₂的消耗速率與CO₂的消耗速率相等
E．容器內氣體的物質的量保持不變．

Answer 1

分析 （1）當反應物的總能量高于生成物的總能量時，反應為放熱反應；
（2）①根據公式v=$\frac{△c}{△t}$進行計算；
②反應是一個前后體積不變的反應，所以反應后容器內氣體的總物質的量=反應前的氣體的總物質的量；
③A、容器內的氣體反應前后遵循質量守恒，；
B、各物質的量濃度不再隨時間的改變而改變，平衡狀態的特征；
C、容器內氣體的平均相對分子質量在數值上=$\frac{m}{n}$；
D、正逆反應速率相等，是平衡狀態的標志；
E、反應是一個前后體積不變的反應，容器內氣體的物質的量反應前后保持不變．

解答 解：（1）當反應物的總能量高于生成物的總能量時，反應為放熱反應，故答案為：放熱；＞；
（2）①NO₂ +COCO₂ +NO，
初始濃度：0.25 0.25 0 0
變化濃度：0.1 0.1 0.1 0.1
2min時濃度：0.15 0.15 0.1 0.1
用CO₂表示的平均反應速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.1mol/L}{2min}$=0.05mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.05mol•L^-1•min^-1；
②反應是一個前后體積不變的反應，所以反應在5min時達到平衡，則此時容器內氣體的總物質的量=反應前的氣體的總物質的量=1.5mol，故答案為：1.5mol；
③A、容器內的氣體反應前后遵循質量守恒，容器內氣體的質量保持不變，不一定是平衡狀態，故A錯誤；
B、NO₂的物質的量濃度不再改變是平衡狀態，故B正確；
C、容器內氣體的平均相對分子質量在數值上=$\frac{m}{n}$，始終是一個不變量，所以容器內氣體的平均相對分子質量不變時，不一定是平衡狀態，故C錯誤；
D、NO₂的消耗速率與CO₂的消耗速率相等，說明正逆反應速率相等，是平衡狀態，故D正確；
E、反應是一個前后體積不變的反應，容器內氣體的物質的量保持不變，不一定是平衡狀態，故E錯誤．
故選BD．

點評 本題是一道綜合知識題目，考查學生分析和解決問題的能力，難度較大．