2022屆新魯科版化學(xué)一輪復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化作業(yè)

化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化

一'選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1.在恒溫恒容的容器中進(jìn)行反應(yīng)：A(g)=2B(g)+C(g),20秒時(shí)，若反

應(yīng)物A的濃度由0.1mol-L-'降到0.06,則下列敘述不正確的是()

A.20秒內(nèi)，p(A)=0.002mol-L-1-s-1

B.20秒內(nèi)，v(A)：o(B)：z?(C)=l：2：1

C.20秒時(shí)，n(A)：n(B)：n(C)=l：2：1

D.再經(jīng)20秒,c(A)>0.02mol-L-1

2.下列說法中，正確的是()

A.0.1mol?L-iHCI和O.lmokL-iH2sCh與2moiNaOH溶液反應(yīng)，其

反應(yīng)速率相同

B.大理石塊與大理石粉末分別同0.1鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同

C.Mg、Al在相同條件下分別與O.lmolir鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同

D.0.1mol-L-1HC1和0.1mol-L-1HNO3與相同形狀和大小的大理石反應(yīng),

其反應(yīng)速率相同

催住利

3.(2021?濰坊模擬)“接觸法制硫酸”的主要反應(yīng)是2so2+02是42$03,

在催化劑表面的反應(yīng)歷程如下：

o0O

下列說法正確的是()

A.使用催化劑只能加快正反應(yīng)速率

B.反應(yīng)②的活化能比反應(yīng)①大

C.該反應(yīng)的催化劑是V2O4

D.過程中既有V—O的斷裂，又有V—O的形成

4.已知2H2O2(1)=2H2O⑴+O2(g)在催化劑作用下分解速率加快，其能

量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖所示。下列說法不正確的是()

A.加入催化劑，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，反應(yīng)速率變大

B.加入催化劑，增加了正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率不變

C.降低溫度，對(duì)逆反應(yīng)速率影響大

D.增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率幾乎不變，逆反應(yīng)速率增大

5.某溫度下,在容積一定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):2X(g)+Y(g)==Z(g)

+W(s)A7/>0,下列敘述正確的是()

A.在容器中加入氨氣，反應(yīng)速率不變

B.加入少量W,逆反應(yīng)速率增大

C.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小

D.將容器的容積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，有效碰撞次

數(shù)增大

6.在不同濃度(c)、溫度(為條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率(。)如下表。下列

判斷不正確的是()

/(mol,L-1)

v/(mmol-L_10.6000.5000.4000.300

_min-1

318.23.603.002.401.80

328.29.007.50a4.50

b2.161.801.441.08

A.a

B.同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，?？赡懿蛔?/p>

C.b<

D.不同溫度時(shí)，蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同

二'不定項(xiàng)選擇題（每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意）

7.反應(yīng)2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）中，每生成7gN2,放出166kJ

的熱量，該反應(yīng)的速率表達(dá)式為u=^（NO）-cn（H2）（^^m.n待測(cè)），其反應(yīng)包

含下列兩步：

①2NO+H2=N2+出02（慢）

②H2O2+H2=2H2O（快）

TC時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

c(NO)/C(H2)/速率/

序號(hào)

(mobL-1)(mobL-1)(mol-L-1-min-1)

I0.00600.0010X10-4

n0.00600.0020X10-4

m0.00100.0060X10-5

IV0.00200.0060X10-4

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.整個(gè)反應(yīng)速率由第②步反應(yīng)決定

B.正反應(yīng)的活化能一定是①（②

2

C.該反應(yīng)速率表達(dá)式：V=5000-C（NO）-C（H2）

D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）AH=-664

kJ,mol-1

8.為研究某溶液中溶質(zhì)R的分解速率的影響因素，分別用三份不同初始濃

度的R溶液在不同溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，c（R）隨時(shí)間變化如圖。下列說法不正確的

是（）

A.25℃時(shí)，在10?30min內(nèi)，溶質(zhì)R的平均分解速率為0.02molL-1min

B.對(duì)比30C和10℃曲線，在50min時(shí)，R的分解百分率相等

C.對(duì)比30℃和25°C曲線，在0?50min內(nèi)，能說明R的平均分解速率隨

溫度升高而增大

D.對(duì)比30°C和10℃曲線，在同一時(shí)刻，能說明R的分解速率隨溫度升高

而增大

三、非選擇題

9.1799年英國化學(xué)家漢弗萊?戴維發(fā)現(xiàn)一氧化二氮（N2O）氣體具有輕微的麻

醉作用，而且對(duì)心臟、肺等器官無傷害，后來被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)手術(shù)中。

在一定溫度下的恒容容器中，反應(yīng)2N2O（g）=2N2（g）+O2（g）的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)如下:

反應(yīng)時(shí)

0102030405060708090100

間/min

C(N2O)/

mol-L-

i

⑴在0?20min時(shí)段，反應(yīng)速率o（N2。）為moI,L-1,min-1o

-1

⑵若N2O起始濃度co為0.150mol-L,則反應(yīng)至30min時(shí)N2O的轉(zhuǎn)化率

〃=O

（3）不同溫度（為下，N2O分解半衰期隨起始?jí)簭?qiáng)的變化關(guān)系如圖所示（圖中半

衰期指任一濃度N2O消耗一半時(shí)所需的相應(yīng)時(shí)間），則Ti（填

“>”“=或，，<，，當(dāng)溫度為乃、起始?jí)簭?qiáng)為po,反應(yīng)至fimin時(shí)，體系

壓強(qiáng)p=（用po表示）。

P。起始?jí)簭?qiáng)/kPa

10.（2020?全國卷I）硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中

的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2（g）+；O2（g）"感色型SO3（g）AH=~98

kJ-mol^o回答下列問題：

(1)的催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖(a)所示，V2(h(s)與SCh(g)反應(yīng)生成

VOSO4⑸和V2O4(S)的熱化學(xué)方程式為o

VA(s)+SO3(g)

1y(A^2=-24kJmol-'

卜SO,(g)%。式s)+SO?(g)

皿=-如

|3\2kVJOmoSl-O'4(S)

反應(yīng)過程*

圖(a)〃七

I圖(b)

⑵當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%

時(shí)，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SCh平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化

如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的a=,判斷的依據(jù)是

_______________________________________________。影響a的因素有

(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2/w%SO2(g)、/n%Ch(g)和q%N2(g)的氣體通入

反應(yīng)器，在溫度人壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3

壓強(qiáng)為，平衡常數(shù)%=(以分壓表示，分壓

=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為。=可于一1)(1一〃a')

式中：A為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度，升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，優(yōu)

為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率，〃為常數(shù)。在a',將一系列溫度下的晨a值代入上述

速率方程，得到。?，曲線，如圖(c)所示。

420460500540580

〃七

圖(c)

曲線上。最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該tZ，下反應(yīng)的最適宜溫度猛。上%時(shí)，V

逐漸提高；后,。逐漸下降。原因是o

一'選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1.在恒溫恒容的容器中進(jìn)行反應(yīng)：A(g)=^2B(g)+C(g),20秒時(shí)，若反

應(yīng)物A的濃度由0.1mol-L-'降到0.06moFL?則下列敘述不正確的是()

A.20秒內(nèi),r(A)=0.002mol-L-1-s-1

B.20秒內(nèi)，v(A)：0(B)：v(C)=l：2：1

C.20秒時(shí)，//(A)：zi(B)：n(C)=l：2：1

D.再經(jīng)20秒，c(A)>0.02mol-L-1

C解析：在恒溫恒容的容器中進(jìn)行反應(yīng)：A(g)『=2B(g)+C(g),20秒時(shí)，

若反應(yīng)物A的濃度由0.1mol,L-1降到0.06mobL-1則A的反應(yīng)速率v=

0.10.06mo卜L/i

=0.002mol-L"^s-1,故A正確；速率之比等于系數(shù)之

20s

比，20秒內(nèi)，0(A)：v(B)：v(C)=l：2：1,故B正確；反應(yīng)到20s時(shí)c(A)=0.06

mol-L-1,根據(jù)濃度變化之比等于系數(shù)之比，則c(B)=(0.1-0.06moH7

i)X2=0.08mol-L-1,c(C)=0.1mol-L-1-0.06molL-,=0.04mol-L-1,

n(A)：n(B)：〃(C)=3：4：2,故C錯(cuò)誤；再經(jīng)20秒，若按照前20秒反應(yīng)，則

A變化的物質(zhì)的量濃度=0.002mol?L-krX20s=0.04mol-L-1,剩余0.06mol-L

-,-0.04mobL-I=0.02mol-L-',但速率小于前20s,則c(A)>0.02moHLr,故

D正確。

2.下列說法中，正確的是()

A.O.lmoFL-iHCl和(MmokL-H2s04與2moi?L-iNaOH溶液反應(yīng)，其

反應(yīng)速率相同

B.大理石塊與大理石粉末分別同0.1mol?L-i鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同

C.Mg、Al在相同條件下分別與O.lmoH/i鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同

D.0.1mol-L-1HC1和0.1mol-L_1HNO3與相同形狀和大小的大理石反應(yīng)，

其反應(yīng)速率相同

D解析：O.lmoH/iHCl和0.1mol?L-iH2s04中，硫酸中氫離子濃度大,

與2moi?L-iNaOH溶液反應(yīng)速率快，故A錯(cuò)誤；固體的表面積越大，化學(xué)反應(yīng)

速率越快，所以大理石粉末同0.1mol?L-鹽酸反應(yīng)速率快，故B錯(cuò)誤；金屬本

身的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素，金屬鎂的活潑性強(qiáng)于金屬鋁，所以

Mg與0.1鹽酸反應(yīng)速率快,故C錯(cuò)誤；0.1molLiHCI和0.1molL】

HNO3氫離子濃度大小相等，所以與相同形狀和大小的大理石反應(yīng)，反應(yīng)速率相

同，故D正確。

催化劑

3.（2021?濰坊模擬）“接觸法制硫酸”的主要反應(yīng)是2so2+O2=^-2SO3,

在催化劑表面的反應(yīng)歷程如下：

OOo

下列說法正確的是（）

A.使用催化劑只能加快正反應(yīng)速率

B.反應(yīng)②的活化能比反應(yīng)①大

C.該反應(yīng)的催化劑是V2O4

D.過程中既有V—O的斷裂，又有V—O的形成

D解析：A項(xiàng)，催化劑能同時(shí)且同等程度地改變（加快或減慢）正反應(yīng)速率

和逆反應(yīng)速率，不正確；B項(xiàng)，反應(yīng)②的速率比反應(yīng)①的速率快，說明反應(yīng)②的

活化能更小，不正確；C項(xiàng)，催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不會(huì)發(fā)生改變,

故該反應(yīng)的催化劑是V2O5,不正確；D項(xiàng)，反應(yīng)①中有V—O的斷裂，反應(yīng)②

中有V—O的形成，正確。

4.已知2H2O2⑴=2H2O①+€h（g）在催化劑作用下分解速率加快，其能

量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.加入催化劑，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，反應(yīng)速率變大

B.加入催化劑，增加了正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率不變

C.降低溫度，對(duì)逆反應(yīng)速率影響大

D.增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率幾乎不變，逆反應(yīng)速率增大

B解析：A項(xiàng)，加入催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，

有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率變大，正確；B項(xiàng)，加入催化劑，會(huì)同等程度地改

變正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，降低溫度，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率

均減小，但是降低溫度對(duì)吸熱反應(yīng)方向即逆反應(yīng)速率影響大，正確；D項(xiàng)，正反

應(yīng)的反應(yīng)物無氣體，增大壓強(qiáng)，濃度幾乎不變，速率不變；逆反應(yīng)的反應(yīng)物中有

氣體氧氣，增大壓強(qiáng)，濃度增大，逆反應(yīng)速率加快，正確。

5.某溫度下,在容積一定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):2X(g)+Y(g)=Z(g)

+W(s)AH>0,下列敘述正確的是()

A.在容器中加入氮?dú)?，反?yīng)速率不變

B.加入少量W,逆反應(yīng)速率增大

C.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小

D.將容器的容積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，有效碰撞次

數(shù)增大

A解析：在容器中加入氟氣，各反應(yīng)組分的濃度不變，反應(yīng)速率不變，A

項(xiàng)正確；W為固態(tài)，加入少量W,反應(yīng)速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，正、

逆反應(yīng)速率均增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將容器的容積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子

數(shù)和有效碰撞次數(shù)，但活化分子百分?jǐn)?shù)不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.在不同濃度(c)、溫度(為條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率(切如下表。下列

判斷不正確的是()

?L-1)

v/(mmol?L_10.6000.5000.4000.300

_min'"1

318.23.603.002.401.80

328.29.007.50a4.50

b2.161.801.441.08

A.a

B.同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，?？赡懿蛔?/p>

C.b<

D.不同溫度時(shí)，蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同

D解析：A項(xiàng)，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知：328.2K時(shí)，蔗糖溶液的濃度越大，

水解的速率越快。根據(jù)濃度與速率的變化關(guān)系可知，蔗糖的濃度每減小0.100

mobL-',速率減小1.50mmol<LFminr,所以在濃度為0.400moFLr時(shí)，蔗糖

水解的速率a=6.00mmoFL-LmiiTl正確；B項(xiàng)，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知：溫度

升高，水解速率越快，濃度越高，水解速率也越快，同時(shí)改變反應(yīng)物的濃度和反

應(yīng)的溫度，若二者對(duì)反應(yīng)速率的影響趨勢(shì)相反，并能相互抵消，反應(yīng)速率也可能

不變，正確；C項(xiàng)，在物質(zhì)的濃度不變時(shí)，溫度升高，水解速率加快，溫度降低，

水解速率減慢，在物質(zhì)的濃度為0.600molL-1時(shí)，當(dāng)318.2K時(shí)水解速率是3.60

,bK時(shí)該反應(yīng)的速率為2.16mmokL-Lmin-1，小于3.60mmol-L

所以反應(yīng)溫度低于318.2K,即8V318.2,正確；D項(xiàng)，由于溫度不

同時(shí)，在相同濃度時(shí)的反應(yīng)速率不同，所以不同溫度下，蔗糖濃度減小一半所需

的時(shí)間不同，錯(cuò)誤。

二、不定項(xiàng)選擇題（每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意）

7.反應(yīng)2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）中，每生成7gN2,放出166kJ

的熱量，該反應(yīng)的速率表達(dá)式為O=""（NO）?C"（H2）（A、機(jī)、〃待測(cè)），其反應(yīng)包

含下列兩步：

①2NO+H2=N2+H2O2（慢）

②H2O2+H2=2H2O（快）

r℃時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

c(NO)/C(H2)/速率/

序號(hào)

(mobL-1)(mobL-1)(mobL-^min-1)

I0.00600.0010X10-4

n0.00600.0020X10-4

m0.00100.0060xio-5

IV0.00200.0060X10-4

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.整個(gè)反應(yīng)速率由第②步反應(yīng)決定

B.正反應(yīng)的活化能一定是①〈②

2

C.該反應(yīng)速率表達(dá)式：V=5000-C(NO)-C(H2)

D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)A〃=-664

kJ-moF1

AB解析：由①、②兩反應(yīng)知，反應(yīng)過程中慢反應(yīng)決定反應(yīng)速率，整個(gè)反

應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定，A錯(cuò)誤；反應(yīng)①慢，說明反應(yīng)①的活化能高，正反應(yīng)

的活化能一定是①〉②，B錯(cuò)誤；比較實(shí)驗(yàn)I、n數(shù)據(jù)可知，NO濃度不變，氫

氣濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大一倍，比較實(shí)驗(yàn)ni、w數(shù)據(jù)可知，出濃度不變，

NO濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大四倍，據(jù)此得到速率方程：r=Jtc2(NO)-c(H2),

依據(jù)實(shí)驗(yàn)I中數(shù)據(jù)計(jì)算后=5000,則速率表達(dá)式為0=5OOO?C2(NO)?C(H2),C正

確；反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的熱

量，生成28gN2放熱664kJ,熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)

A/7=-664kJ-moF1,D正確。

8.為研究某溶液中溶質(zhì)R的分解速率的影響因素，分別用三份不同初始濃

度的R溶液在不同溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，c(R)隨時(shí)間變化如圖。下列說法不正確的

是()

z

O

L

T

q

?L

1.26

)

/6

電

s.48

0.0

0102030405060

Z/min

A.25℃時(shí)，在10—30min內(nèi)，溶質(zhì)R的平均分解速率為0.02molL-1min

B.對(duì)比30°C和10℃曲線，在50min時(shí)，R的分解百分率相等

C.對(duì)比30C和25℃曲線，在0?50min內(nèi)，能說明R的平均分解速率隨

溫度升高而增大

D.對(duì)比30c和10℃曲線，在同一時(shí)刻，能說明R的分解速率隨溫度升高

而增大

AD解析：由題圖分析知，25°C時(shí)，在10?30min內(nèi)，溶質(zhì)R的平均分

1_1

2基*1.4mol-L-"0.8mobL?

解速率r(R)=------------布~:---------=0.03mol-Lhmin\A項(xiàng)錯(cuò)戾；由30c

zumin

和10C對(duì)應(yīng)曲線可知，反應(yīng)進(jìn)行到50min時(shí)，R均完全分解，分解百分率均為

100%,B項(xiàng)正確;0?50min內(nèi)，25c時(shí)，Ac(R)=(1.8-0.5)mol-L-1=1.3mol-L

—30℃時(shí),Ac(R)=(1.6-0)mol-L-1=1.6mol-L-1,說明溫度升高，分解速率

加快，C項(xiàng)正確；10℃曲線所代表的起始濃度比30C曲線所代表的起始濃度小，

分解反應(yīng)速率較小不一定是由溫度這一因素所造成的，還會(huì)受濃度影響，D項(xiàng)錯(cuò)

誤。

三、非選擇題

9.1799年英國化學(xué)家漢弗萊?戴維發(fā)現(xiàn)一氧化二氮(N2O)氣體具有輕微的麻

醉作用，而且對(duì)心臟、肺等器官無傷害，后來被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)手術(shù)中。

在一定溫度下的恒容容器中，反應(yīng)2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)如下:

反應(yīng)時(shí)

0102030405060708090100

間/min

C（N2。）/

mobL-

i

⑴在0?20min時(shí)段，反應(yīng)速率0(NzO)為mobL-1-min_1o

-1

⑵若N2O起始濃度co為0.150mol-L,則反應(yīng)至30min時(shí)N2O的轉(zhuǎn)化率

a=o

(3)不同溫度(為下，N2O分解半衰期隨起始?jí)簭?qiáng)的變化關(guān)系如圖所示(圖中半

衰期指任一濃度N2O消耗一半時(shí)所需的相應(yīng)時(shí)間)，則Ti(填

“>”“=”或)72。當(dāng)溫度為Ti、起始?jí)簭?qiáng)為po,反應(yīng)至力min時(shí)，體系

壓強(qiáng)p=(用po表示)。

%起始?jí)簭?qiáng)/kPa

解析：（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，在。?20min時(shí)段，反應(yīng)速率O（N2O）=M=

（絲”卜一x103inobLhmin_,o（2）由表可知，每隔10min,c（N2。）的變化量相

zuiriiri

等，故單位時(shí)間內(nèi)c（N2。）的變化與N2O的起始濃度無關(guān)，每10min均減小0.01

mobL-1,若N1O起始濃度co為0.150mobL-1,則反應(yīng)至30min時(shí)轉(zhuǎn)化的N2O

_1-1

的濃度為0.01mol-LX3=0.03mol-L,則N2O的轉(zhuǎn)化率a=瞿等嗎X

0.150mol-L1

X100%=20.0%0（3）其他條件相同時(shí)，溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快，N2O分解

半衰期減小，由圖可知，壓強(qiáng)相同時(shí)，半衰期T2>T1,則溫度T1>T2；當(dāng)溫度為

乃、起始?jí)簭?qiáng)為po,設(shè)起始時(shí)的物質(zhì)的量為1mol,則

2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)

起始量/mol

timin時(shí)/mol

t\min時(shí)總物質(zhì)的量為（0.5+0.5+0.25）mol=1.25mol,根據(jù)等溫等容條件

125

下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，體系壓強(qiáng)?=二丁〉吵0。

答案：Xl（）-3po

10.（2020?全國卷I）硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中

1鈾催化劑

的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2（g）+yO2（g）——-SO3（g）AH=-93

kJmol^o回答下列問題：

（1）鋼催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖（a）所示，V2O5（s）與S（h（g）反應(yīng)生成

VOSO“s）和V2O4⑸的熱化學(xué)方程式為o

V2O4(s)+SO3(g)

\的2=-24kJmol-1

應(yīng)=2.5MPa

V2O5⑸+SO?(g)

檔+SC)3(g)

A//2kJmol-1

S.2VOSO(S)

4400450500550600

反應(yīng)過程t/X.

圖⑶圖(b)

⑵當(dāng)SO2（g）、O2（g）和N2（g）起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%

時(shí)，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化

如圖（b）所示。反應(yīng)在5.0MPa、550C時(shí)的a=,判斷的依據(jù)是

________________________________________________o影響a的因素有

（3）將組成（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）為2/M%SO2（g）、m%O2（g）和q%N2（g）的氣體通入

反應(yīng)器，在溫度人壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3

壓強(qiáng)為,平衡常數(shù)%=（以分壓表示，分壓

=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為（二一1）（1一〃a'）

a

式中：女為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度，升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，優(yōu)

為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率，〃為常數(shù)。在a',將一系列溫度下的晨a值代入上述

速率方程，得到。?，曲線，如圖（c）所示。

曲線上。最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該/下反應(yīng)的最適宜溫度功。時(shí)，v

逐漸提高；"4"后，。逐漸下降。原因是。

解析：⑴據(jù)圖（a）寫出熱化學(xué)方程式：0V2O4（s）+2SO3（g）=2VOSO4（s）

AHi=-399kJ-mol-1;②V2O4G）+SO3（g）=V2O5（s）+S（）2（g）A42=-24

kJmoF1,由①一②X2可得：2V2O5（s）+2SO2（g）=2VOSO4（s）+V2O4（s）,根據(jù)

蓋斯定律，該反應(yīng)的AW=A/71-2AW2=（-399kJ?mo「）一（-24kJ-moF^XZ

=-351kJ?mo「。（2）反應(yīng)2s€）2（g）+O2（g）=2SO3（g）的正反應(yīng)是氣體總分子

數(shù)減少的放熱反應(yīng)，其他條件相同時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，SO2平衡轉(zhuǎn)化

率增大，則圖中pi=5.0MPa,P3=O.5MPao由圖可知，反應(yīng)在5.0MPa、550℃

時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率a=0.975o溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度（組成）都會(huì)影

響SO2的平衡轉(zhuǎn)化率a,溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，a越大；壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越

高，a越小。（3）假設(shè)原氣體的物質(zhì)的量為100mol,貝"SO2,。2和N2的物質(zhì)的

量分別為2/nmol、/nmol和qmol,q=100—3/w,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為a,則有

下列關(guān)系：