Question

2．（1）20世纪30年代，Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态．如图是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应，NO₂和CO的总能量＞（填“＞”、“＜”或“=”）CO₂和NO的总能量．
（2）在某体积为2L的密闭容器中充入0.5mol NO₂和1mol CO，在一定条件下发生反应：NO₂+CO?CO₂+NO，2min时，测得容器中NO的物质的量为0.2mol，则：
①该段时间内，用CO₂表示的平均反应速为0.05mol•L^-1•min^-1．
②假设此反应在5min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量为1.5mol．
③下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是BD
A．容器内气体的质量保持变    
B．NO₂的物质的量浓度不再改变
C．容器内气体的平均相对分子质量不变
D．NO₂的消耗速率与CO₂的消耗速率相等
E．容器内气体的物质的量保持不变．

Answer 1

分析 （1）当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应为放热反应；
（2）①根据公式v=$\frac{△c}{△t}$进行计算；
②反应是一个前后体积不变的反应，所以反应后容器内气体的总物质的量=反应前的气体的总物质的量；
③A、容器内的气体反应前后遵循质量守恒，；
B、各物质的量浓度不再随时间的改变而改变，平衡状态的特征；
C、容器内气体的平均相对分子质量在数值上=$\frac{m}{n}$；
D、正逆反应速率相等，是平衡状态的标志；
E、反应是一个前后体积不变的反应，容器内气体的物质的量反应前后保持不变．

解答 解：（1）当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应为放热反应，故答案为：放热；＞；
（2）①NO₂ +COCO₂ +NO，
初始浓度：0.25 0.25 0 0
变化浓度：0.1 0.1 0.1 0.1
2min时浓度：0.15 0.15 0.1 0.1
用CO₂表示的平均反应速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.1mol/L}{2min}$=0.05mol•L^-1•min^-1，故答案为：0.05mol•L^-1•min^-1；
②反应是一个前后体积不变的反应，所以反应在5min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量=反应前的气体的总物质的量=1.5mol，故答案为：1.5mol；
③A、容器内的气体反应前后遵循质量守恒，容器内气体的质量保持不变，不一定是平衡状态，故A错误；
B、NO₂的物质的量浓度不再改变是平衡状态，故B正确；
C、容器内气体的平均相对分子质量在数值上=$\frac{m}{n}$，始终是一个不变量，所以容器内气体的平均相对分子质量不变时，不一定是平衡状态，故C错误；
D、NO₂的消耗速率与CO₂的消耗速率相等，说明正逆反应速率相等，是平衡状态，故D正确；
E、反应是一个前后体积不变的反应，容器内气体的物质的量保持不变，不一定是平衡状态，故E错误．
故选BD．

点评 本题是一道综合知识题目，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．