Question

2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應過程的能量變化如圖所示．已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃（g）的△H=-99kJ/mol．
請回答下列問題：
（1）圖中E的大小對該反應的反應熱有無影響

無影響

．該反應通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會使圖中B點升高還是降低

降低

．
（2）寫出圖中由A生成C的熱化學反應方程式

2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198kJ/mol

．
（3）V₂O₅的催化循環(huán)機理可能為：V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化．寫出該催化循環(huán)機理的化學方程式

SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂

、

4VO₂+O₂═2V₂O₅

．
（4）已知單質硫的燃燒熱為296kJ/mol，計算由S（s）生成3mol SO₃（g）的△H=

-1185 kJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖象分析A為反應物總能量，C為生成物總能量，E為反應的活化能，催化劑只改變反應速率，不改反應熱，改變反應歷程，能降低反應的活化能；
（2）題干中的反應為2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應過程的能量變化如圖所示，說明是2mol二氧化硫完全氧化為三氧化硫時放出的熱量，根據(jù)已知1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃（g）的△H=-99kJ/mol計算得到；
（3）根據(jù)題干中的信息，V₂O₅的催化循環(huán)機理可能為：V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化，結合化學方程式的原子守恒書寫；
（4）依據(jù)燃燒熱概念寫出熱化學方程式，硫燃燒生成穩(wěn)定氧化物二氧化硫；再根據(jù)二氧化硫催化氧化為三氧化硫的熱化學方程式，結合蓋斯定律計算得到．

解答：解：（1）圖中A、C分別表示反應物能量，生成物能量，反應熱是生成物總能量和反應物總能量之差，反應的活化能E的大小對該反應的反應熱無影響，該反應加入催化劑會改變反應歷程，降低活化能，但不改變反應熱，
故答案為：無影響；降低；
（2）圖中是反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），的能量變化圖象，依據(jù)1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃（g）的△H=-99kJ/mol．計算反應的焓變?yōu)椋骸鱄=-198KJ/L，熱化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198kJ/mol；
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198kJ/mol；
（3））V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化．該催化循環(huán)機理的化學方程式為：SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂，4VO₂+O₂═2V₂O₅；
故答案為：SO₂+V₂O₅═SO₃+2VO₂，4VO₂+O₂═2V₂O₅；
（4）已知單質硫的燃燒熱為296kJ/mol，是1mol硫完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物二氧化硫時放出的熱量，則硫燃燒的熱化學方程式為：①S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-296 kJ/mol；
二氧化硫催化氧化為二氧化硫的熱化學方程式為：②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198KJ/L；
依據(jù)蓋斯定律計算得到①×2+②：2S（s）+3O₂（g）═2SO₃（g）△H=[-296×2+（-198）]=-790KJ/mol；
所以3mol S（s）生成3mol SO₃（g）的焓變=

3×790KJ/mol

2

=-1185 kJ/mol；
故答案為：-1185 kJ/mol；

點評：本題考查了反應能量的變化關系分析判斷，催化劑對反應的影響和實質，熱化學方程式的書寫原則，蓋斯定律的計算應用，題目難度中等．