以“化学反应原理”为主导的主观题增分强训(一)（Word练习）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅱ）

以“化学反应原理”为主导的主观题增分强训(一) 21．(2023·湖南省名校教研联盟联考)硫酸是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等。硫酸工业较重要的一步反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJ·mol－1，反应条件为高温、常压、催化剂。 (1)催化机理如下： 第1步：SO2(g)＋V2O5(s)===SO3(g)＋V2O4(s) ΔH1＝＋60 kJ·mol－1 第2步：V2O4(s)＋O2(g)＋2SO2(g)===2VOSO4(s) ΔH2＝－113 kJ·mol－1 第3步：4VOSO4(s)＋O2(g)===2V2O5(s)＋4SO3(g) ΔH3＝________kJ·mol－1 (2)反应进程中的能量变化如图(E1>E2>E3)。常温下，向10 L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1 mol及一定量的O2发生反应，其中第______步为控速步骤，且常温下反应速率很慢。 (3)向体积可变的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6 mol、O2(g)0.3 mol，此时容器的体积为10 L(忽略容器中固体体积)，保持恒压的条件下分别在T1、T2、T3三种温度下进行反应，测得容器中SO2的转化率如图所示。 ①T3温度下反应速率最慢的原因可能是________________________________； ②T2温度时，反应达平衡时容器的体积为______L，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝________________。 (4)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的SO2，将得到的Na2SO3进行电解生产硫酸，其中阴、阳膜组合电解装置如图所示。电极材料为石墨，A～E代表生产中的原料或产品，a、b为离子交换膜，则A为__________，可循环使用。阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。 解析：(1)根据盖斯定律可知：用三倍总反应[6SO2(g)＋3O2(g)6SO3(g)　ΔH＝－3×196 kJ·mol－1]减去第1步与第2步之和的2倍可得4VOSO4(s)＋O2(g)===2V2O5(s)＋4SO3(g)　ΔH3＝－482 kJ·mol－1。(2)由图可知，生成SO3的反应为第一步反应和第三步反应，常温下向10 L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1 mol及一定量的O2，其中第一步活化能最高，为控速步骤，常温下反应速率慢。(3)①根据先拐先平数值大的原则，图中温度大小关系为，T2>T1，T3和较低温度T1反应达到平衡状态的时间基本相同，但T3温度下SO2的转化率最低，导致出现该现象的原因应该为T3温度过高，催化剂活性降低，反应速率降低；②向体积可变的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6 mol、O2(g)0.3 mol，此时容器的体积为10 L，T2温度下反应达平衡时，SO2转化率为90%，即消耗SO2的物质的量为0.6 mol×90%＝0.54 mol，结合题意列三段式： 相同条件下，气体体积之比＝气体物质的量之比，则＝，＝，则平衡时容器中的体积为7 L；反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝＝18 900(或1.89×104)。(4)电解Na2SO3溶液生产硫酸，SO在阳极发生氧化反应生成SO，所以SO应该向阳极移动，阴极生成H2和NaOH，阳极的电极反应式为SO－2e－＋H2O===2H＋＋SO。 答案：(1)－482　(2)1　(3)①T3温度过高，催化剂活性降低　②7　18 900(或1.89×104) (4)NaOH　SO－2e－＋H2O===2H＋＋SO 2．(2023·山东潍坊市期末)氙的氟化物是优良的氟化剂，稀有气体Xe和F2混合在催化剂作用下同时存在如下反应： 反应Ⅰ：Xe(g)＋F2(g)XeF2(g) ΔH1＝X kJ·mol－1 反应Ⅱ：XeF2(g)＋F2(g)XeF4(g) ΔH2＝Y kJ·mol－1 反应Ⅲ：Xe(g)＋XeF4(g)2XeF2(g) ΔH3＝Z kJ·mol－1 已知：XeF2选择性是指生成XeF2所消耗的Xe的物质的量与初始Xe的物质的量的比值。 回答下列问题： (1)向刚性密闭容器中加入n mol的Xe和4 mol的F2，初始压强为106 Pa，测得在相同时间内，上述反应Xe的转化率和XeF2的选择性与温度的关系如图1所示，则制取XeF2的最适宜温度为__________；当超过1 000 ℃，XeF2的选择性随着温度升高而降低的可能原因