2021届新高考化学二轮专题复习课件：题型二 化学反应原理综合应用题

＝
1－α1.510α0－m mαp0.5。
(4)由反应的速率方程可知，当 α′＝0.90 时，(1－nα′)是常数，温度大于 tm 后，温度升高，k 增大，而 v 逐渐下降，原因是 SO2(g)＋12O2(g) SO3(g)是放热
反应，升高温度时平衡逆向移动，α 减小，αα′－10.8 减小，k 增大对 v 的提高小 于 α 引起的降低。
度等。
(3)设充入气体的总物质的量为 100 mol，则 SO2 为 2m mol，O2 为 m mol，N2 为(100－3m) mol，SO2 的转化率为 α，列三段式为：
SO2(g)
＋
1 2O2(g)
SO3(g)
n(起始)/mol
2m
m
0
n(转化)/mol
2mα
mα
2mα
n(平衡)/mol
2m－2mα m－mα 2mα
(2)该反应的正反应是气体分子数减少的反应，压强增大，平衡正向移动，SO2 的平衡转化率变大，故在相同温度下，压强越大，SO2 的平衡转化率越高，则 p1 ＝5.0 MPa，由题图可知在 550 ℃、5.0 MPa 时，α＝0.975；由该反应的正反应是
气体分子数减少的放热反应可知，影响 α 的因素有压强、温度和反应物的起始浓
(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为： v＝kαα′－10.8(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 __升__高__温__度_，__k__增__大__使__v__逐__渐__提__高__，__但__α__降__低__使__v__逐__渐_。下降。t<tm 时，k 增大对 v
(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，
2mα 若 SO2 转化率为 α，则 SO3 压强为1_0_0_－__m__α_p ，
α 质的平量衡分数常数)。Kp＝____1_－__α__1._5_1_0_0_－m__m_α_p__0.5___ (以分压表示，分压＝总压×物
判断的依据是_该__反__应_气__体__分__子__数__减__少__，__增__大__压__强__，__α_提_。高。
影响 α 的因素有5.0__M温_P_度a_>_、2_._5压_M_强_P_和a_＝_反_p_应2，__物所__的以__起_p_始1＝__浓5_.度_0_M(_组_P_成a__)____。
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)＋21O2(g)钒―催―化→剂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
的提高大于 α 引起的降低；t>tm 后，k 增大对 v 的提高小于 α 引起的降低
解析：(1)V2O5 和 SO2 反应生成 VOSO4 和 V2O4 的化学方程式为 2V2O5＋ 2SO2===2VOSO4 ＋ V2O4 。 由 题 图 (a) 可 得 以 下 两 个 热 化 学 方 程 式 ： ①V2O4(s) ＋ 2SO3(g)===2VOSO4(s) ΔH1＝－399 kJ·mol－1，②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋ SO2(g) ΔH2＝－24 kJ·mol－1，将①－2×②可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s) ＋V2O4(s) ΔH＝－351 kJ·mol－1。
①ΔH1＝___1_3_7___ kJ·mol－1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_升__高__温__度_____、__减__小__压__强______。
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＋αα1＋1α－ α×p
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
高温 (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＝__1_－__α_____r1。 ②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_A__D______。 A．增加甲烷浓度，r增大
VOSO4(s)和 V2O4(s)的热化学方程式为_______________________。 V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) Δ H＝－351 kJ·mol－1
(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＝__0_.9_7_5___ ，
故平衡时容器中的气体的总物质的量为(2m－2mα＋m－mα＋2mα＋100－
3m)mol ＝ (100 － mα)mol 。 各 物 质 的 分 压 分 别 为
p(SO2)
＝
2m－2mα 100－mα
p
，
p(O2)
＝
m－mα 100－mα
p
，Байду номын сангаас
p(SO3)
＝
2mα 100－mα
p
，
故
2mα
Kp
＝
100－mαp 21m00－－2mmααp1m00－－mmααp0.5