新高考化学二轮专题复习训练：题型二　化学反应原理综合应用题含解析

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题型二　化学反应原理综合应用题
真题·考情
『全国卷』
1．[2020·全国卷Ⅰ]硫酸是一种重要的基本化工产品。接触
法制硫酸生产中的关键工序是 SO2的催化氧化： SO2(g) ＋
O2(g)――→SO3(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1。回答下列问题：
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与
SO2(g)反应生成 VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为__________
________________________________________________________
______
____________________________________________________
____________________。
(2) 当SO2(g) 、O2(g) 和N2(g) 起始的物质的量分数分别为
7.5%、10.5%和82%时，在 0.5 MPa、2.5 MPa 和5.0 MPa 压强下，
SO2平衡转化率 α随温度的变化如图(b) 所示。反应在 5.0
MPa、550℃时的 α＝________ ，判断的依据是_______________
___________________。 影响 α的因素有____________________
__________________。
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q%
N2(g)的气体通入反应器，在温度 t、压强 p条件下进行反应。平
衡时，若 SO2转化率为 α，则 SO3压强为________ ，平衡常数 Kp
＝________ (以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：
v＝k0.8(1－nα′)
式中：k为反应速率常数，随温度 t升高而增大；α为SO2平
衡转化率，α′为某时刻 SO2转化率，n为常数。在 α′＝0.90 时，
将一系列温度下的 k、α值代入上述速率方程，得到 v～t曲线，
如图(c)所示。
曲线上 v最大值所对应温度称为该 α′下反应的最适宜温度
tm。t<tm时，v逐渐提高；t>tm后，v逐渐下降。原因是_________
________________________________________________________
_______
____________________________________________________
____________________。
2．[2020·全国卷Ⅱ]天然气的主要成分为 CH4，一般还含有
C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋
H2(g)　ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示：
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热 ΔH/(kJ·mol－
1)－1 560 －1 411 －286
①ΔH1＝________ kJ·mol－1。
② 提高该反应平衡转化率的方法有____________、________
______。
③ 容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生
上 述 反 应 ， 乙 烷 的 平 衡 转 化 率 为 α。 反 应 的 平 衡 常 数 Kp＝
_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的
量分数)。
(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下： 2CH4――→C2H6＋
H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×cCH4，其中 k为反应
速率常数。
① 设反应开始时的反应速率为 r1，甲烷的转化率为 α时的反
应速率为 r2，则 r2＝__________r1。
② 对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________
_。
A．增加甲烷浓度，r增大
B．增加 H2浓度，r增大
C．乙烷的生成速率逐渐增大
D．降低反应温度，k减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置
实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：
① 阴极上的反应式为__________________________________
______________________________________。
② 若生成的乙烯和乙烷的体积比为 2:1，则消耗的 CH4和
CO2体积比为____________。
3．[2020·全国卷Ⅲ]二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用
CO2的热点研究领域．回答下列问题：
(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之
比n(C2H4):n(H2O)＝________。当反应达到平衡时，若增大压强，
则n(C2H4)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成 n(CO2):n(H2)＝1:3，在体系
压强为 0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数 x
随温度 T的变化如图所示。
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