【題目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示.已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3的△H=﹣99kJmol1
請回答下列問題:

(1)圖中A、C分別表示、 , E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響? . 該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點(diǎn)升高還是降低? , 理由是
(2)圖中△H=kJmol1;
(3)V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為:V2O5氧化SO2時,自身被還原為四價(jià)釩化合物;四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化.寫出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式;
(4)如果反應(yīng)速率υ(SO2)為0.05molL1min1 , 則υ(O2)=molL1min1、υ(SO3)=molL1min1;
(5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJmol1 , 計(jì)算由S(s)生成3molSO3(g)的△H(要求計(jì)算過程).

【答案】
(1)反應(yīng)物能量;生成物能量;無;降低;因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)的歷程使活化能E降低
(2)﹣198
(3)SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5
(4)0.025;0.05
(5)解:單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJmol1,

熱化學(xué)方程式為:①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣296 KJmol1

已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3的△H=﹣99kJmol1

熱化學(xué)方程式為:②SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)△H2=﹣99 KJmol1 ;

依據(jù)蓋斯定律,②+①得到:③S(s)+O2(g)=SO3(g)△H=(△H1+△H2)KJ/mol;

計(jì)算由S(s)生成3molSO3(g)③×3得到:

3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g)△H=3(△H1+△H2)=﹣1185 KJmol1,

故△H =1185 KJmol1


【解析】解:(1)因圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量,B為活化能,反應(yīng)熱可表示為A、C活化能的大小之差,活化能的大小與反應(yīng)熱無關(guān),催化劑改變反應(yīng)速率通過參與反應(yīng)過程,降低活化能實(shí)現(xiàn),
所以答案是:反應(yīng)物總能量;生成物總能量;無;降低;因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)的歷程使活化能E降低;(2)因1mol SO2(g)氧化為1mol SO3的△H=﹣99kJmol1 , 圖象中的能量變化是反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化;所以2molSO2(g)氧化為2molSO3的△H=﹣198kJmol1 , 則2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=﹣198KJmol1 , 所以答案是:﹣198;(3)V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為:V2O5氧化SO2時,自身被還原為四價(jià)釩化合物反應(yīng)的化學(xué)方程式為:SO2+V2O5=SO3+2VO2;四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化,依據(jù)化合價(jià)變化和氧化還原反應(yīng)分析得到反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4VO2+O2=2V2O5 , 所以答案是:SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5;(4)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比,v(SO2):v(O2):v(SO3)=2:1:2,反應(yīng)速率υ(SO2)為0.05molL1min1 , 依據(jù)比例計(jì)算得到v(O2)=0.025mol/Lmin;v(SO3)=0.05molL1min1
所以答案是:0.025;0.05;(5)單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJmol1 , 熱化學(xué)方程式為:①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣296 KJmol1 , 已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3的△H=﹣99kJmol1 . 熱化學(xué)方程式為:
②SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)△H2=﹣99 KJmol1 ;依據(jù)蓋斯定律,②+①得到:③S(s)+O2(g)=SO3(g)△H=(△H1+△H2)KJ/mol;計(jì)算由S(s)生成3molSO3(g)③×3得到:
3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g)△H=3(△H1+△H2)=﹣1185 KJmol1 , 所以答案是:﹣1185 KJmol1

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