题目内容
【题目】某同学利用如图装置模拟工业生产制备了少量硝酸，请结合所学知识完成下列问题。
（1）实验时先用酒精喷灯加热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是_____（填字母）。
A.
B.
C.
（2）高温时，2NO2（g）
2NO（g）+O2（g），因此氨气与氧气反应难以生成NO2。根据下列数据计算，当2molNO2分解时，反应会_____（填“吸收”或“放出”）_____kJ能量。
NO2(g)
N(g)+2O(g)
NO(g)
N(g)+O(g)
O2(g)
2O(g)
（3）在2L的密闭绝热容器中，通入等物质的量的NO和O2气体，n(NO)随时间的变化如下表：
t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.012 | 0.008 | 0.005 | 0.004 | 0.004 |
①反应开始至第2s时，NO的平均反应速率为_____。
②在第5s时，O2的转化率为_____。
③容器中混合气体压强与反应开始时的压强比值为_____。
④下列能说明反应已达平衡的是_____。
a.单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的/span>NO2生成
b.气体混合物物质的量不再改变
c.气体混合物平均相对分子质量不再改变
d.容器内温度不再发生变化
e.密闭容器内气体颜色不再改变
f.混合气的密度不再改变
【答案】A 吸收 113 
40% 4：5 abcde
【解析】
试管中发生氨的催化氧化生成NO，在装置A中NO进一步被氧气氧化生成二氧化氮，装置B中二氧化氮与水反应生成硝酸，用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物，防止污染空气。
（1）当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，说明反应为放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，答案选A。
（2）反应热=反应物的键能和－生成物的键能和=931kJ/mol×2—628kJ/mol×2—493kJ/mol=113kJ/mol，故当2molNO2分解时，反应会吸收113kJ能量。
（3）①反应开始至第2s时，NO的平均反应速率
。
②根据反应2NO+O2
2NO2，在第5s时，参与反应的NO的物质的量为0.02mol－0.004mol=0.016mol，故参与反应O2的物质的量为0.008mol，其转化率
。
③容器中混合气体压强比等于物质的量之比，反应开始时混合气体的物质的量为0.04mol，反应后混合气体的物质的量为0.004mol+0.012mol+0.016mol=0.032mol，故反应后压强与反应前的压强比值为0.032：0.04=4：5。
④ a.单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的NO2生成，说明正反应速率等于逆反应速率，a正确；
b.反应为气体分子数减小的反应，故气体混合物物质的量不再改变，可以说明反应达平衡，b正确；
c.反应前后气体物质的量减小，反应前后气体的质量不变，故气体混合物平均相对分子质量不再改变说，说明反应达到平衡，c正确；
d.反应伴随能量的变化，故在绝热容器内温度不再发生变化，可以说明反应达到平衡，d正确；
e.反应中只有二氧化氮是有颜色的，当密闭容器内气体颜色不再改变时，说明二氧化氮浓度不变，反应达到平衡，e正确；
f.反应前后气体质量不变、容器体积不变，故混合气的密度始终不变，不能据此判断反应达到平衡，f错误；
答案选abcde。
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