题目内容

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.

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.

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