Question

（8分）（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       （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+COCO₂+NO，2 min時，測得容器中NO的物質的量為0.2 mol ，則：
①該段時間內，用CO₂表示的平均反應速為            。
②假設此反應在5 min時達到平衡，則此時容器內氣體的總物質的量為        。
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          

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

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

試題分析：（1）根據圖像可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，所以反應是放熱反應，因此NO₂和CO的總能量＞CO₂和NO的總能量。
（2）①容器中NO的物質的量為0.2 mol，則根據方程式可知，生成CO₂的物質的量也是0.2mol，所以該段時間內，用CO₂表示的平均反應速為0.05mol/(L·min)。
根據化學方程式可知，反應前后氣體的體積是不變的，所以反應后氣體的總的物質的量仍然是0.5mol＋1mol＝1.5mol。
③在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態，所以選項B正確；根據質量守恒定律可知，容器內氣體的質量是不變的，所以A不正確；根據方程式可知，反應前后氣體的體積是不變的，所以容器內氣體的物質的量保持不變，則E不能說明；混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，在反應過程中質量和氣體的物質的量是不變的，C不能說明；D中反應速率的方向相反，且滿足速率之比是相應的化學計量數之比，正確，所以正確的答案選BD。
點評：判斷化學平衡狀態的標志有：(1)任何情況下均可作為標志的：①υ_正=υ_逆(同一種物質)；②各組分含量(百分含量、物質的量、質量)不隨時間變化；③某反應物的消耗(生成)速率、某生成物的消耗(生成)速率=化學計量數之比；(2)在一定條件下可作為標志的是：①對于有色物質參加或生成的可逆反應體系，顏色不再變化；②對于有氣態物質參加或生成的可逆反應體系，若反應前后氣體的系數和相等，則混合氣體平均相對分子質量M和反應總壓P不變(恒溫恒容)；③對于恒溫絕熱體系，體系的溫度不在變化；(3)不能作為判斷標志的是：①各物質的物質的量或濃度變化或反應速率之比=化學計量數之比 (任何情況下均適用)；②有氣態物質參加或生成的反應，若反應前后氣體的系數和相等，則混合氣體平均相對分子質量M和反應總壓P不變(恒溫恒容)。