永修县2023-2024学年高二上学期开学考试
化学试卷
一、单项选择题(每小题3分，共45分)
1. 反应的速率方程。已知k为速率常数，温度不变，k不变，若在某温度下将密闭的反应容器的总体积压缩为原来的，此时该反应的速率变为原来的
A. 4倍 B. 8倍 C. 16倍 D. 64倍
2. 将A与B混合物15mol放入容积为2L的密闭容器里，在一定条件下发生反应：2A（g）＋3B（g）C（g）＋2D（g），经过15min达到平衡，达平衡时容器内的压强是反应前的4/5。则以B气体的浓度变化表示的反应速率是
A 0.15mol·L-1·min-1 B. 0.3mol·L-1·min-1
C. 0.45mol·L-1·min-1 D. 0.6mol·L-1·min-1
3. 在体积可变的容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当缩小容器体积使压强增大时，化学反应速率加快，其根本原因是
A. 分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B. 反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C. 分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
D. 活化分子百分数不变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
4. 在800℃密闭容器中进行反应：。若CO起始浓度为1.0，水蒸气起始浓度为1.5，、起始浓度为0。达到平衡后，测得浓度为0.6。α为转化率，下列计算结果不正确的是
A. B. C. D.
5. 下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是
A. ，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B. ，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C. ，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D. ，反应体系中与的物质的量之比保持3：1
6. 已知化学反应2A( )+B(g) 2C( )达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应移动，则该条件下A、C两种物质的聚集状态可能的是
A. A是气体，C是固体 B. A、C均为气体
C. A、C均为固体 D. A是固体，C是气体
7. 下列说法正确的是
A. 放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B. 电解水为自发反应
C. 反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＞0
D. W(s)+xG(g)=2Q(g) △H＜0，能自发进行，x可能等于1
8. 25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8kJ·mol-1，该反应能自发进行的原因是
A. 该反应是吸热反应 B. 该反应是放热反应
C. 该反应是熵减小的反应 D. 该反应的熵增大效应大于能量效应
9. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应： ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A. B. 气体总物质的量：
C. 点平衡常数： D. 反应速率：
10. 已知：A(g)+2B(g)3C(g) △H＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 容器内压强不变，表明反应达到平衡 B. t2时改变的条件：向容器加入反应物
C. 平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ) D. 平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)
11. 在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A. 反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的△H＞0
B. 图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C. 图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D. 正反应速率：X点大于Y点
12. 反应2NO2(g)N2O4(g) △H=-57kJ·mol-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. T1>T2 B. X、Y两点的反应速率：X>Y
C. X、Z两点气体的颜色：X深，Z浅 D. X、Z两点气体的平均相对分子质量：X>Z
13. 在密闭容器中，反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，下列分析正确的是
A. 图Ⅰ中，甲、乙的平衡常数分别为、，则
B. 图Ⅱ中，平衡状态甲与乙的反应物转化率乙>甲
C. 图Ⅱ中，t时刻可能是增大了压强
D. 图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡，说明乙温度高于甲
14. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
A. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B. 反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D. 使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到最高浓度更大
15. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH催化反应历程，该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C—C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
二、非选择题
16. 在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)+C(s)2CO(g) △H＞0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
（1）增加c(S)，则平衡_______(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”，下同)，c(CO2)_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
（2）保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡_______，c(CO2)_______。
（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡_______，c(CO2)_______。
（4）保持反应容器的压强不变，通入N2，则平衡_______，c(CO2)_______。
17. 现有反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为______(填“吸热”或“放热”)反应，且m＋n______(填“>”“＝”或“<”)p。
(2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
(3)若容积不变加入B，则A的转化率__________，B的转化率________。
(4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比 将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量______________________。
18. 甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。
（1）在一容积为2L的密闭容器内，充入0.2mol CO与0.4mol H2发生反应，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。
①A、B两点对应的压强大小关系是PA________PB（填“>、<、=”）。
②A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是__________________。
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是__________________(填代号) 。
a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍
b．CH3OH的体积分数不再改变
c．混合气体的密度不再改变
d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
（2）在P1压强、T1℃时，该反应的平衡常数K=__________________，再加入1.0mol CO后重新到达平衡，则CO的转化率___________（填“增大，不变或减小”）。
（3）T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正)________v(逆)（填“>、<或=”）。
19. 氧化剂在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以分解为例，探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 温度(℃) 反应物 催化剂
① 20 253%溶液 无
② 20 255%溶液 无
③ 20 255%溶液 0.1g
④ 20 255%溶液 1~2滴1溶液
⑤ 30 255%溶液 0.1g
(1)实验①和②的目的是___________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了达到实验目的，可采取的改进方法是___________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是___________，___________；
(3)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析，以生成20气体为准，其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(4)向某体积固定的密闭容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答：
①写出反应的化学方程式：___________；
②若，则内反应速率___________，A的转化率为___________；
③B的起始的物质的量是___________；平衡时体系内的压强为初始状态的___________倍。
永修县2023-2024学年高二上学期开学考试
化学试卷 答案解析
一、单项选择题(每小题3分，共45分)
1. 反应的速率方程。已知k为速率常数，温度不变，k不变，若在某温度下将密闭的反应容器的总体积压缩为原来的，此时该反应的速率变为原来的
A. 4倍 B. 8倍 C. 16倍 D. 64倍
【答案】D
【解析】
【详解】若在某温度下将密闭的反应容器的总体积压缩为原来的，反应物的浓度是起始的四倍，则反应速率v＇=k[4c(NO)]2·4c(Br2)=64v，故选D。
2. 将A与B的混合物15mol放入容积为2L的密闭容器里，在一定条件下发生反应：2A（g）＋3B（g）C（g）＋2D（g），经过15min达到平衡，达平衡时容器内的压强是反应前的4/5。则以B气体的浓度变化表示的反应速率是
A. 0.15mol·L-1·min-1 B. 0.3mol·L-1·min-1
C. 0.45mol·L-1·min-1 D. 0.6mol·L-1·min-1
【答案】A
【解析】
【详解】压强之比等于物质的量之比，则反应后的物质的量是15mol×4/5＝12mol，减少了3mol。根据方程式2A（g）＋3B（g）C（g）＋2D（g）可知消耗3molB时气体的物质的量减少2mol，因此消耗B的物质的量是3mol×3/2＝4.5mol，则v（B）=4.5/（2×15）mol/（L·min）=0.15 mol/（L·min），答案选A。
3. 在体积可变的容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当缩小容器体积使压强增大时，化学反应速率加快，其根本原因是
A. 分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B. 反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C. 分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
D. 活化分子百分数不变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
【答案】D
【解析】
【分析】化学反应速率变化的根本原因可用有效碰撞理论解释。
【详解】A．缩小容器体积使压强增大，并没有给体系输入能量，分子运动速率不会加快，A不符合题意；
B．缩小容器体积使压强增大，没有给体系输入能量，反应物分子的能量没有增加，B不符合题意；
C．活化分子以合适的取向碰撞，才会发生有效碰撞，因此活化分子之间的碰撞不会都成为有效碰撞，C不符合题意；
D．缩小容器体积使压强增大，没有改变活化分子百分数，但是增加了单位体积内的分子总数，进而增加了单位体积内活化分子数，使单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快，D符合题意；
故答案为D。
4. 在800℃密闭容器中进行反应：。若CO起始浓度为1.0，水蒸气起始浓度为1.5，、起始浓度为0。达到平衡后，测得浓度为0.6。α为转化率，下列计算结果不正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】CO起始浓度为1.0，水蒸气起始浓度为1.5，达到平衡后，测得浓度为0.6，则
【详解】A．由上述三段式可知，A错误；
B．，B正确；
C．，C正确；
D．.0，D正确；
故选A。
5. 下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是
A. ，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B. ，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C. ，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D. ，反应体系中与的物质的量之比保持3：1
【答案】D
【解析】
【详解】A．该反应为等体积反应，随着反应进行，溴蒸气的物质的量不断变化，体系中气体的颜色不断变化，故恒温恒容下，体系内气体颜色保持不变说明反应达到平衡状态，A正确；
B．该反应正反应为气体体积减小的反应，恒温恒容条件下随着反应进行，体系内气体的压强不断变化，现体系压强保持不变，说明反应达到平衡，B正确；
C．该反应中只有二氧化碳是气体，随着反应进行，二氧化碳的物质的量不断变化，恒温恒容条件下体系气体的密度保持不变，说明反应达到平衡，C正确；
D．若N2和H2的初始投料比为1：3，则不管反应是否达到平衡，反应体系中H2和N2的物质的量之比保持为3：1，D错误；
故答案选D。
6. 已知化学反应2A( )+B(g) 2C( )达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应移动，则该条件下A、C两种物质的聚集状态可能的是
A. A是气体，C是固体 B. A、C均为气体
C. A、C均为固体 D. A是固体，C是气体
【答案】D
【解析】
【详解】当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则该反应是体积增大的可逆反应，由于B是气态，所以根据方程式可知，A是固体或液体，而C一定是气体，故D正确；
故选：D。
7. 下列说法正确的是
A. 放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B. 电解水为自发反应
C. 反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＞0
D. W(s)+xG(g)=2Q(g) △H＜0，能自发进行，x可能等于1
【答案】D
【解析】
【详解】A．大多数放热反应能自发进行，有些吸热反应也能自发进行，故A错误；
B．电解水是在外电场的作用下强制发生的氧化还原反应，不是自发反应，故B错误；
C．反应能自发进行的判据是，由反应方程式可知，该反应的，要使，必须满足，故C错误；
D．反应，若为1，，该反应一定能自发进行，故D正确；
故选D。
8. 25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH=+109.8kJ·mol-1，该反应能自发进行的原因是
A. 该反应是吸热反应 B. 该反应是放热反应
C. 该反应是熵减小的反应 D. 该反应的熵增大效应大于能量效应
【答案】D
【解析】
【详解】该反应是吸热反应，能够自发进行是由于该反应为熵增大的反应，并且熵增效应大于能量效应，故选D。
9. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应： ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A. B. 气体总物质量：
C. 点平衡常数： D. 反应速率：
【答案】C
【解析】
【详解】A．该反应为气体体积减小的反应，则反应中气体压强会减小，由图可知，绝热容器甲中，气体压强先增大后减小，说明反应过程中反应温度升高，该反应为焓变小于0的放热反应，故A错误；
B．由图可知，a点和c点的气体压强相等，该反应为气体体积减小的放热反应，若a点和c点的气体总物质的量相等，绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙，气体压强大于恒温容器乙，所以容器甲中气体总物质的量小于容器乙，故B错误；
C．由图可知，a点反应达到平衡，气体压强为p，该反应为气体体积减小的放热反应，则绝热容器甲中平衡时的反应温度大于起始反应温度，由起始压强为2p可知，平衡时气体的总物质的量小于3mol×=1.5mol，设平衡时生成Z的浓度为amol/L，由题意可建立如下三段式：
由三段式数据可得：3—2a＜1.5，解得a＞0.75，则反应的平衡常数K＞=12，故C正确；
D．该反应为气体体积减小的放热反应，则相同时间时绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙，温度越高，反应速率越快，则点反应速率大于b点，故D错误；
故选C。
10. 已知：A(g)+2B(g)3C(g) △H＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 容器内压强不变，表明反应达到平衡 B. t2时改变的条件：向容器加入反应物
C. 平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ) D. 平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)
【答案】C
【解析】
【分析】反应A(g)+2B(g)3C(g)为反应前后气体体积不变的反应，反应体系为恒温恒容的密闭容器，反应前后容器内的压强一直不变，△H＜0，反应放热。
【详解】A．反应A(g)+2B(g)3C(g)为反应前后气体体积不变的反应，反应体系为恒温恒容的密闭容器，反应前后容器内的压强一直不变，容器内压强不变，不能表明反应达到平衡，故A错误；
B．若t2时向容器加入反应物，则会出现“突跃”，而图中t2时无“突跃”，且t2时改变条件后逐渐增大，说明平衡逆向移动，改变的条件可能为加入了生成物C，故B错误；
C．t2时改变条件后逐渐增大，反应向逆向进行，则改变的条件可能为加入了生成物C，起始时充入1molA和3molB，投料比为1：3，t2时，向容器中加入C相当于按投料比1：2再加入A和 B，加入C后相当于总体系中A和B的投料比大于1：3，平衡状态Ⅱ相当于平衡状态Ⅰ再充入A所达到的平衡 ，平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)，故C正确；
D．平衡常数K只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，故D错误；
答案选C。
11. 在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A. 反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的△H＞0
B. 图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C. 图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D. 正反应速率：X点大于Y点
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图中虚线可知，升高温度，NO的平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，△H＜0，A项错误；
B．由图可知，图中X点所示条件下没有达到平衡状态，延长反应时间能提高NO转化率，B项正确；
C．图中Y点所示条件下已经达到平衡状态，增加反应物O2的浓度，平衡2NO(g)+O2(g)2NO2(g)正向移动，能提高NO的转化率，C项错误；
D．X点的温度低于Y点，则正反应速率：X点小于Y点，D项错误；
答案选B
12. 反应2NO2(g)N2O4(g) △H=-57kJ·mol-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. T1>T2 B. X、Y两点的反应速率：X>Y
C. X、Z两点气体的颜色：X深，Z浅 D. X、Z两点气体的平均相对分子质量：X>Z
【答案】B
【解析】
【详解】A．升高温度，化学平衡逆向移动，的体积分数增大，Y点的体积分数小，则，A错误；
B．由选项A分析可知，X点的温度大于Y点的温度，温度越高，化学反应速率越快，所以反应速率X>Y，B正确；
C．X、Z两点温度相同，但压强不同，为红棕色气体，增大压强，平衡右移，但是气体的体积变小，浓度增大的影响较大，气体的颜色加深，则X、Z两点气体的颜色：X浅，Z深，C错误；
D．X、Z两点都在等温线上，X的压强小，增大压强，化学平衡正向移动，Z点时气体的物质的量小，则平均相对分子质量变大，即平均相对分子质量：X
13. 在密闭容器中，反应达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，下列分析正确的是
A. 图Ⅰ中，甲、乙的平衡常数分别为、，则
B. 图Ⅱ中，平衡状态甲与乙的反应物转化率乙>甲
C. 图Ⅱ中，t时刻可能是增大了压强
D. 图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡，说明乙温度高于甲
【答案】D
【解析】
【分析】从图Ⅰ可知，甲平衡状态时改变一条件，正逆反应速率同时增大，且正反应速率增大程度大于逆反应速率，结合该反应为放热反应，可知改变的条件为增大压强，从图Ⅱ可知，改变条件后，正逆反应速率变化程度相同，说明加了催化剂。从图Ⅲ可知，乙的反应速率大于甲，结合该反应为放热反应，说明乙的温度高于甲。
【详解】A．图I中，改变条件，平衡向正反应方向移动，改变条件时反应速率与原来平衡点没有接触点，说明改变的条件是增大压强，平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，所以K1=K2，A错误；
B．该反应前后气体体积计量数之和改变，图II中，改变条件正逆反应速率相等，平衡不移动，说明加入的是催化剂，B错误；
C．根据B知，改变的条件是催化剂，如改变压强，化学平衡将发生移动，C错误；
D．该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，则产物含量减少，如果改变的条件是温度，根据“先拐先平数值大”知，乙温度高于甲，D正确；
故答案选D。
14. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
A. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B. 反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D. 使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；
B．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；
C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；
D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；
故选C。
15. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C—C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】分析：A项，生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C-C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。
详解：A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。
点睛：本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响，解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。
二、非选择题
16. 在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)+C(s)2CO(g) △H＞0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
（1）增加c(S)，则平衡_______(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”，下同)，c(CO2)_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
（2）保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡_______，c(CO2)_______。
（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡_______，c(CO2)_______。
（4）保持反应容器的压强不变，通入N2，则平衡_______，c(CO2)_______。
【答案】（1） ①. 不移动 ②. 不变
（2） ①. 正向移动 ②. 减小
（3） ①. 不移动 ②. 不变
（4） ①. 正向移动 ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
C为固体，增大C的量，平衡不移动，c（CO2）不变；
【小问2详解】
正反应为气体体积增大的反应，保持温度不变，增大反应容器的容积，压强减小，平衡向正反应方向移动，c（CO2）减小；
【小问3详解】
保持反应容器的容积和温度不变，通入He，反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，c（CO2）不变；
【小问4详解】
保持反应容器的压强不变，通入N2，体系中各组分的分压减小，平衡向正反应方向移动，n（CO2）减小，体积增大，即c（CO2）减小。
17. 现有反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为______(填“吸热”或“放热”)反应，且m＋n______(填“>”“＝”或“<”)p。
(2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
(3)若容积不变加入B，则A的转化率__________，B的转化率________。
(4)若升高温度，则平衡时B、C浓度之比 将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量______________________。
【答案】 ①. 放热 ②. > ③. 增大 ④. 增大 ⑤. 减小 ⑥. 减小 ⑦. 不变
【解析】
【分析】已知达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大，则升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热；当减小压强体积增大时，平衡向计量数增大的方向移动，混合体系中C的质量分数减小，平衡逆向移动，则m+m>p；
【详解】（1）根据分析可知，正反应为吸热，则逆反应为放热反应；m＋n>p；
（2）减压容积增大，平衡向着气体的计量数之和增大的反应方向移动，即向着逆反应方向移动，则A的质量分数增大；
（3）在反应容器中加入一定量的B，反应物B的浓度增大，平衡向正反应方向移动，促进A的转化，A的转化率增大，但B的转化率减小；
（4）正反应吸热，则升高温度平衡向正反应方向移动，B的物质的量浓度减小，C的物质的量浓度增多，则二者的浓度比值将减小；
（5）催化剂对化学平衡移动没有影响，若加入催化剂，平衡不移动，则平衡时气体混合物的总物质的量不变。
18. 甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。
（1）在一容积为2L的密闭容器内，充入0.2mol CO与0.4mol H2发生反应，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。
①A、B两点对应的压强大小关系是PA________PB（填“>、<、=”）。
②A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是__________________。
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是__________________(填代号) 。
a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍
b．CH3OH的体积分数不再改变
c．混合气体的密度不再改变
d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
（2）在P1压强、T1℃时，该反应的平衡常数K=__________________，再加入1.0mol CO后重新到达平衡，则CO的转化率___________（填“增大，不变或减小”）。
（3）T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正)________v(逆)（填“>、<或=”）。
【答案】 ①. < ②. KA=KB>KC ③. b ④. 100 ⑤. 减小 ⑥. >
【解析】
【分析】（1）①根据压强对平衡状态的影响分析判断；
②平衡常数只受温度影响，据图分析，随温度升高CO转化率降低，说明正反应放热；
③达到化学平衡时，正逆反应速率相等，各组分的浓度不随着时间的变化而变化，根据化学平衡的特征，由此衍生出的一系列物理量都不变，据此来判断；
（2）根据CO的转化率利用三段式法计算平衡常数；根据浓度对平衡状态的影响分析；
（3）计算此时浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向。
【详解】（1）①反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，反应物转化率增大，所以PA＜PB；
②据图分析，随温度升高CO转化率降低，说明正反应放热，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，所以KA=KB＞KC；
③a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍，都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b．CH3OH的体积分数不再改变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故b正确；
c．容器体积和气体质量始终不变，所以混合气体的密度始终不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，故c错误；
d．CO和甲醇的化学计量数都为1，所以CO和CH3OH的物质的量之和始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故d错误；
故答案为b；
（2）P1压强、T1℃时CO转化率为0.5，则
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始浓度（mol/L） 0.1 0.2 0
转化浓度（mol/L） 0.05 0.1 0.05
平衡浓度（mol/L） 0.05 0.1 0.05
化学平衡常数K==100；
若温度不变，再加入1.0mol CO，平衡向正反应移动，重新达到平衡，氢气的转化率增大，CO的转化率减小；
（4）T1℃、1L密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下：CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时反应的浓度商Qc==50＜K=100，此时v正＞v逆。
19. 氧化剂在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以分解为例，探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 温度(℃) 反应物 催化剂
① 20 253%溶液 无
② 20 255%溶液 无
③ 20 255%溶液 0.1g
④ 20 255%溶液 1~2滴1溶液
⑤ 30 255%溶液 0.1g
(1)实验①和②的目的是___________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了达到实验目的，可采取的改进方法是___________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是___________，___________；
(3)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析，以生成20气体为准，其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(4)向某体积固定的密闭容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答：
①写出反应的化学方程式：___________；
②若，则内反应速率___________，A的转化率为___________；
③B的起始的物质的量是___________；平衡时体系内的压强为初始状态的___________倍。
【答案】 ①. 探究浓度对反应速率的影响 ②. 向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同温度) ③. 升高温度，反应速率加快 ④. 对过氧化氢分解的催化效果更好 ⑤. 产生20气体所需的时间 ⑥. ⑦. 0.006 ⑧. 60% ⑨. 0.08 ⑩. 1
【解析】
【分析】
【详解】(1)实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；同学甲在进行实验时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了便于比较，需要加快反应速率，可以向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中，升高相同温度)，故答案为：探究浓度对反应速率的影响；向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中，升高相同温度)；
(2)由图可知，③、⑤中⑤的反应速率大，说明升高温度，反应速率加快；③、④中④的反应速率小，说明MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好，故答案为：升高温度，反应速率加快；MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好；
(3)反应是通过反应速率分析的，根据，所以实验中需要测量的数据是时间(或收集一定体积的气体所需要的时间)，故答案为：产生20mL气体所需的时间；
(4)①由图可知，A、B的物质的量减小，C的物质的量增加，且t1时物质的量不变，说明该反应为可逆反应，A、C的物质的量的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2，反应过程中混合气体的平均相对分子质量不变，则反应为3A B+2C，故答案为：3A B+2C；
②若t1=10时，则内以C物质浓度变化表示的反应速率；t1时，A的转化率为，故答案为：0.006；60%；
③由A和C的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2，可以推出B的变化量为0.03mol/L，容器的体积为4L，所以B起始的物质的量是(0.05-0.03)×4mol=0.08mol；根据阿伏加德罗定律可知，在同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比。由于反应前后气体的分子数保持不变，所以平衡时体系内的压强保持不变，为初始状态的1倍，故答案为：0.08mol；1。
