重点8 化学反应原理的综合应用-2021年高考化学专练【热点·重点·难点】

重点8 化学反应原理的综合应用 【命题规律】 本专题考点为高考必考点。试题一般以新信息为载体，围绕某种元素的化合物展开，结合图形、图表信息，综合考查化学原理的知识，涉及化学反应中的能量变化、化学反应速率和平衡、溶液中的离子平衡、电化学、化学计算等。试题篇幅较长，文字较多，题干特征是图像和表格交替出现，以图像为主，信息量大，难度大。考查的核心素养以变化观念和平衡思想为主。 【备考建议】 2021年高考备考应注意联系生产实际中的各类反应原理，融会贯通。 【限时检测】（建议用时：40分钟） 1．【2020新课标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0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0MPa、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=k( −1)0.8(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年山东新高考】探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： （1） 。 （2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol,CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为 mol﹒L-1（用含a、b、V的代数式表示，下同），反应Ⅲ的平衡常数为 。 （3）不同压强下，按照n（CO2）：n（H2）=1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率= CH3OH的平衡产率= 其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图 （填“甲”或“乙”）；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 （4）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为 （填标号）。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压 3．【“皖赣联考”2021届高三上学期第三次考试】氮的化合物是重要的工业原料，也是主要的大气污染来源，研究氮的化合物的反应具有重要意义。 回答下列问题： (1)肼(N2H4)与四氧化二氮分别是火箭发射器中最常用的燃料与氧化剂。已知3.2 g液态肼与足量液态四氧化二氮完全反应，生成氮气和液态水放出热量61.25 kJ，则该反应的热化学方程式为___________________。 (2)在773K时，分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3，气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。 ①下列能说明反应达到平衡状态的是____________选填字母。 a. v正(N2)=v逆(H2) b.体系压强不变 c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变 ②在此温度下，若起始充入4.00 mol N2和12.00 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)~t的曲线上相应的点为__________选填字母。 (3)在373K时，向体积为2L的恒容真空容器