Question

（8分）（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        （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+COCO₂+NO，2 min时，测得容器中NO的物质的量为0.2 mol ，则：

①该段时间内，用CO₂表示的平均反应速为             。

②假设此反应在5 min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量为         。

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          

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

（8分）（1）放热（1分）、＞(1分)、0.05mol/(L·min)(2分)、1.5mol（2分）、BD（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应，因此NO2和CO的总能量＞CO2和NO的总能量。

（2）①容器中NO的物质的量为0.2 mol，则根据方程式可知，生成CO2的物质的量也是0.2mol，所以该段时间内，用CO2表示的平均反应速为0.05mol/(L·min)。

根据化学方程式可知，反应前后气体的体积是不变的，所以反应后气体的总的物质的量仍然是0.5mol＋1mol＝1.5mol。

③在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项B正确；根据质量守恒定律可知，容器内气体的质量是不变的，所以A不正确；根据方程式可知，反应前后气体的体积是不变的，所以容器内气体的物质的量保持不变，则E不能说明；混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，在反应过程中质量和气体的物质的量是不变的，C不能说明；D中反应速率的方向相反，且满足速率之比是相应的化学计量数之比，正确，所以正确的答案选BD。

考点：考查反应热的判断、反应速率的计算以及平衡状态的判断等